石油科技论坛·2017年第3
期
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基金项目:中国工程院项目“油气资源技术方向及发展路线图”(编号:2015-NY-1)。 第一作者简介:郭小哲,1975年生,博士,副教授,现从事油气田开发工程科研与教学工作。E-mail:mbahgg@163
1959年,理查德·费恩曼提出了人工排列原子所产生的效果和可能性的预言,1974年唐尼古奇发明了“纳米技术”(nanotechnology)专业术语,1981年IBM 苏黎世实验室开始探测纳米结构,1991年日本科学家发现碳纳米管,2000年美国国家纳米技术计划实施,极大促进了世界对纳米技术研究的热度,也使纳米技术逐渐显现[1-3]。 纳米技术基本涵义是指在纳米尺寸范围内(0.1~100nm)研究介观物质的组成,通过直接操纵和安排原子、分子而创造新物质。所形成的纳米材料由于特有的表面效应、小尺寸效应和量子尺寸效应等优异的性能,显示出其在光学、热学、电学、磁学、力学和化学方面的性质与普通固体的显著不同,巨大潜力在航天、医疗、通信、工业制造、环境、能源等许多领域产生了革命性影响,也由此被许多学者定义为第三次技术革命[4-6]。
2010年6月,沙特阿美公司在Arab-D 地层中注入了250bbl 稀释的纳米机器人,投入生产后,用 荧光光谱对产出的样品进行分析证实,纳米机器人具有较高的回收率,稳定性和液压流动性也较好,这
标志着纳米机器人的研究取得了里程碑式的进展。纳米机器人的应用突破了对地层流体和孔隙结构认识,实现了地层内流体流动的“跟踪”和流动环境的判别,为纳米技术在油气开采中的应用注入了新的活力
[7,8]
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早在1966年,纳米材料就被应用于驱油的微乳液中,随后纳米黏弹性表面活性剂技术、微—纳米颗粒封堵技术、正电纳米钻井液技术、纳米降压增注技术、MD 膜技术及聚硅纳米增注技术相继发展起来。相比传统的化学驱油提高原油采收率技术,改性的纳米粒子分散体系用于化学驱油具有良好的增产、增注效果[9-14]。
在油气开采领域,纳米采油属于前沿技术,依靠其特有的性质将对高含水、低渗透、稠油、致密、页岩储层、深层等非常规油气藏的提高采收率和高效开发提供突破性思路,并带来光明前景。