【摘 要】
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低渗透油藏占我国油藏资源比例高达70%左右,但由于其孔隙喉道细小、孔隙度小、渗流能力差造成了油田含水率高、采出程度低等问题。现阶段使用的常规化学驱油剂存在使用量较大、吸附损失较严重、对地层环境伤害较大、生产成本较高等诸多缺点。而纳米粒子-表面活性剂体系,是一种兼具纳米颗粒和表面活性剂特性的粒子,可以同时发挥表面活性剂和纳米流体的驱油机理,极大提高低渗透油藏采收率。目前应用的纳米二氧化硅体系容易团聚
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低渗透油藏占我国油藏资源比例高达70%左右,但由于其孔隙喉道细小、孔隙度小、渗流能力差造成了油田含水率高、采出程度低等问题。现阶段使用的常规化学驱油剂存在使用量较大、吸附损失较严重、对地层环境伤害较大、生产成本较高等诸多缺点。而纳米粒子-表面活性剂体系,是一种兼具纳米颗粒和表面活性剂特性的粒子,可以同时发挥表面活性剂和纳米流体的驱油机理,极大提高低渗透油藏采收率。目前应用的纳米二氧化硅体系容易团聚,部分团聚为不可逆的硬团聚,在抵抗高温高盐环境时难以保持溶液稳定。针对此问题,本文选择了具有种类丰富、来源广泛、价格低廉、可再生、低污染、化学和生物学稳定性好等多种优势的碳纳米材料,将其制得纳米流体与表面活性剂复配,从溶液配伍性、溶液粒径、与原油乳化性、改变储层岩心润湿性、界面张力等方面分析该体系驱油机理,探究其在低渗透油藏中的驱油应用。（1）首先选用了分子结构简单且明确的石墨作为原料,用Hummers方法进行氧化使其能够分散在水中制得纳米流体。通过配伍性、粒径、乳化性以及润湿性评价等性能探究获得了 GO-油酸钠复配体系,溶液粒径为125.35 nm,其配伍性良好,具有良好的乳化能力与润湿反转效果,与原油混合后能在90℃下保持180 min稳定不破乳。该体系能在模拟盐水5000 mg/L以下保持稳定,能够在温度60℃,pH≥7时体系相对酸性更加稳定。渗吸驱油实验显示包含0.01%纳米碳材料的该驱油体系渗吸驱油率达91%,动态驱油实验表明该体系注入量为0.3PV时采收率提高13.64%。本研究以此证明了两亲性碳纳米片与表活剂复配后作为驱油剂的可行性。（2）选择了分子结构较为复杂的廉价的木质素作为原料,将其制成碳纳米流体,通过配伍性、粒径、乳化性以及润湿性评价等性能探究获得了木质素-APG0810复配驱油体系,溶液粒径低至73.22 nm,该体系具有与原油良好的乳化性能以及改变油湿岩心润湿性的能力,与原油混合后能在90℃下保持180 min析水率为0,将油湿性储层岩心片改变为弱水湿。该体系耐盐性较好,能够在模拟盐水浓度高达60000 mg/L时保持溶液稳定,体系溶液受温度和酸碱性影响较小,与煤油界面张力值降低至0.545 mN/m。渗吸驱油实验显示包含0.01%纳米碳材料的该驱油体系渗吸驱油率达56%,动态驱油实验表明该体系注入量为0.3PV时采收率提高12.46%。本研究提供了柔性两亲性碳纳米材料与表活剂复配提高原油采收率的新途径。（3）选择了来源广泛且价格低廉的球形结构生物质活性炭作为原料,探究纳米粒子-表面活性剂驱油体系的构建在材料上的普适性。通过氧化法获得了水分散性较好的氧化活性炭纳米流体,通过配伍性、粒径、乳化性以及润湿性评价等性能探究获得了 OC-APG0810复配驱油体系,溶液粒径低至128.03 nm,能够与原油进行乳化,在90℃温度下保持180 min不破乳,将油湿储层岩心片的润湿性改变为弱水湿。该复配体系在模拟盐水浓度为30000 mg/L时仍很稳定,并且受酸碱性影响较小,在温度70℃内基本保持稳定状态,与煤油界面张力值降低至0.861 mN/m。渗吸驱油实验显示包含0.01%纳米碳材料的该驱油体系渗吸驱油率达60%,动态驱油实验表明该体系注入量为0.3PV时采收率提高11.63%。本研究提供了廉价的球形生物质碳纳米材料与表活剂复配提高原油采收率的潜在应用新途径,同时为低渗透油藏研究碳纳米材料与表活剂协同驱油奠定基础。
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