纳米智能驱油技术研究现状及发展趋势

综述了纳米驱油技术的分类,及微观和宏观驱油机理的研究现状,着重介绍了智能纳米驱油技术的五大应用,对比了该技术与常规驱油技术的优势,从性能效果、经济成本、安全及环保层面分析了智能纳米驱油技术面临的挑战,并给出了前瞻性的发展建议。

功能性纳米驱油剂研究进展

分析不同种类纳米驱油剂的物理化学特性,探讨纳米驱油剂的驱油机理,以及智能微纳米胶囊、磁性Janus纳米材料、荧光Janus纳米颗粒三种功能性纳米材料的研究现状。纳米材料功能性的叠加将使纳米驱油剂愈加智能化,为油气田开发工程领域提供支持,纳米材料分子功能化设计将成为重要的研究方向。

Janus微纳米胶囊的结构表征与驱油性能

采用皮克林乳液法制备了Janus微纳米颗粒(具有两个不同表面性质的微纳米级的颗粒),通过包埋组装形成Janus微纳米胶囊。采用Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、激光衍射、紫外光显微镜、悬滴张力计等手段对Janus微纳米胶囊结构和性能进行表征。结果表明:纳米级胶囊型聚合物在油水界面具有明显的界面活性,界面张力可降至10^-4 mN/m;当Janus颗粒浓度达到饱和浓度时,两亲性纳米颗粒在界面吸附饱和,平衡表面张力达到31mN/m。Janus微纳米胶囊体系具有较好的封堵能力,并进一步证明Janus微纳米胶囊作为胶体表面活性剂可用于提高油气采收率的潜力。

电磁场-渗流场耦合作用下离子液体多孔介质流动模型

离子液体是一类可调控、多功能的绿色环保材料,具有良好的电磁场响应,有望应用于调控水驱油路径.在分析离子液体在毛细管中电磁场响应机理的基础上,建立了电磁场-渗流场耦合作用下离子液体多孔介质流动模型.通过理论推导与数值分析发现:电磁场-渗流场耦合作用下毛细管流量大小主要由离子液体电导率与黏度的比值(内因)、电磁场强度与压力梯度(外因)两方面决定;电磁场产生的洛伦兹力对离子液体施加一个电磁驱动压强,形成一个类似压力梯度的电磁驱动等效压力梯度,从而改变离子液体的流量,当电磁场强度为2.0×104 V/m·T时,电磁场在电导率为0.5 S/m的离子液体上可形成10 k Pa/m电磁驱动等效压力梯度.通过调整电磁场方向即可控制离子液体在多孔介质中的流动方向,解决常规注水利用压力差难以控制流动路径的难题,为离子液体智能驱油提供理论依据,且电磁场产生的热效应会影响离子液体的流动能力及潜在驱油效率.