西南石油大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (1): 55-70.DOI: 10.11885/j.issn.1674-5086.2022.04.27.03

• 石油与天然气工程 • 上一篇    下一篇

纳米驱油材料提高采收率研究进展、挑战及前景

张辰君1, 金旭1, 袁彬2, 张蕾3, 郑少婧4   

  1. 1. 中国石油勘探开发研究院, 北京 海淀 100083;
    2. 中国石油大学(华东)石油工程学院, 山东 青岛 266580;
    3. 北京大学工学院, 北京 海淀 100871;
    4. 中国石油国际勘探开发公司, 北京 西城 100011
  • 收稿日期:2022-04-27 发布日期:2023-02-24
  • 通讯作者: 金旭,E-mail:jinxu@petrochina.com.cn
  • 作者简介:张辰君,1997年生,女,汉族,山东泰安人,工程师,硕士,主要从事油气田开发与油田化学等方面的研究工作。E-mail:zcj0911@petrochina.com.cn
    金旭,1982年生,男,汉族,吉林长春人,高级工程师,博士,主要从事纳米材料与技术方面的研究。E-mail:jinxu@petrochina.com.cn
    袁彬,1988年生,男,汉族,山东临朐人,教授,博士生导师,主要从事油气藏动态监测与智能调控、CO2驱油埋存强化及纳米流体提高油藏采收率方面的研究。E-mail:yuanbin@upc.edu.cn
    张蕾,1996年生,女,汉族,陕西延安人,博士研究生,主要从事人工智能及其在油气田开发中应用方面的研究。E-mail:zhanglesley@foxmail.com
    郑少婧,1997年生,女,汉族,山东东营人,工程师,硕士,主要从事油气藏工程相关研究。E-mail:zhengsj19@petrochina.com.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(52074338);国家重点基础研究发展计划(2019YFA0708701);泰山学者建设工程专项经费资助项目(ZX20210178)

Research Progress, Challenge and Prospect of Nanoscale Oil-displacing Materials for Enhanced Oil Recovery

ZHANG Chenjun1, JIN Xu1, YUAN Bin2, ZHANG Lei3, ZHENG Shaojing4   

  1. 1. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Haidian, Beijing 100083, China;
    2. School of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Qingdao, Shandong 266580, China;
    3. College of Engineering, Peking University, Haidian, Beijing 100871, China;
    4. International Exploration & Development Corporation, PetroChina, Xicheng, Beijing 100011, China
  • Received:2022-04-27 Published:2023-02-24

摘要: 系统总结了国内外已开展的纳米驱油材料研究进展,分类阐述了纳米二氧化硅、纳米金属氧化物、聚合物纳米微球以及碳纳米材料等在提高采收率中的应用效果;重点解析了现有纳米驱油材料的理化性能,及其在储层多孔介质中的驱油机理,包括纳米尺寸效应、润湿反转、结构分离压力和流度比改善等作用机制;展望了优势显著的纳米驱油材料在中国高含水、低渗透、致密油及页岩油等油藏类型中的应用潜力;指出纳米驱油材料在石油开发过程中所面临有关测试方法、数模准确性、材料多功能性、经济性及规模化生产等方面的科研难点及攻关方向,为未来纳米驱油材料提高采收率在更多领域的规模应用提供了理论基础和实验依据。

关键词: 油田开发, 纳米材料, 提高采收率, 作用机理, 复杂油藏, 科技攻关

Abstract: This review summarizes the research progress of nanoscale oil-displacing materials developed by various researchers, describes the application effect of silica nanoparticles, metal-oxide nanomaterials, polymer nanospheres and carbon nanomaterials, analyses the physical and chemical properties of existing nanoscale oil-displacing agents and their EOR mechanism in porous reservoir media, including nanometer-size effect, wettability alteration, structural disjoining pressure, mobility ratio improvement, and predicts the potential of nanoscale oil-displacing materials in high water cut reservoir, low permeability reservoirs, tight oil and shale oil in China. In addition, the review points out the challenges and research direction in the process of oilfield development, such as testing methods, accuracy of mathematical model, material versatility, economy and industrial production, and provides a theoretical and experimental basis for their large-scale application in EOR.

Key words: oilfield development, nano-materials, enhanced oil recovery, mechanism, complex reservoirs, scientific research

中图分类号: