纳米颗粒材料在油气田开发中的应用进展*

赵跃军，李宜霖，董驰，赵宇璇，陈昊

(1. 东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318；2. 东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆 163318；3. 中国石油新疆油田公司，新疆克拉玛依 834099)

纳米颗粒材料(nanoparticles, NPs)是指尺寸为1～100 nm的纳米粒子，因其表面存在等离子体共振效应，具有优异的催化活性、内在的反应活性、良好的吸附亲和性和分散性[1]。这些特性受到材料的晶界、单位体积表面积、粒径、纯度、导热系数等因素的影响。较大的表面积增强了纳米颗粒材料的热物理性质，小粒径增加了其作为吸收体流体的潜力。在力学性能方面，纳米颗粒材料与其他复合材料相比，具有较高的延展性、较高的平均硬度和较大的应变性[2]。

纳米颗粒表面积与体积的比值远超过常规尺度比值，粒子表面积也高于大部分由相同材料制成的微观粒子与宏观材料。更重要的是，即使在油气储层的高温高压条件下，纳米颗粒材料也能表现出较强的化学稳定性，并且具有较强的选择性吸附性，这对油气田开发提高采收率过程的优化至关重要[3-4]。

纳米颗粒材料按照材质不同进行分类，可分为金属及金属氧化物材料、有机材料、无机材料、纳米复合材料、纳米聚合材料等，其性质见表1。

表1 纳米颗粒材料种类统计

1 驱油机理

纳米颗粒材料的驱油机理通常较为复杂，是多种驱油机理相互耦合，最终起到提高采收率的作用。总体上，纳米颗粒材料驱油机理可分为宏观驱油机理和微观驱油机理两部分。……