【摘 要】
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随着常规油气资源的不断下降,低渗透储层的开发成为了油田开采的重中之重。这类储层存在的注水困难,高压欠注等问题,是目前急需解决的关键问题。纳米材料在近几年逐渐应用于复合材料、涂层、橡胶、药物载体等领域后,其作为油田开采的一个新兴的发展趋势,也越来越受到关注。本文通过调整氧化石墨烯的氧化条件,制备了一种疏水接枝改性的氧化石墨烯纳米减阻剂,并对其减阻能力进行了研究。具体的研究内容如下:（1）通过改进Hu
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随着常规油气资源的不断下降,低渗透储层的开发成为了油田开采的重中之重。这类储层存在的注水困难,高压欠注等问题,是目前急需解决的关键问题。纳米材料在近几年逐渐应用于复合材料、涂层、橡胶、药物载体等领域后,其作为油田开采的一个新兴的发展趋势,也越来越受到关注。本文通过调整氧化石墨烯的氧化条件,制备了一种疏水接枝改性的氧化石墨烯纳米减阻剂,并对其减阻能力进行了研究。具体的研究内容如下:（1）通过改进Hummers法制备了氧化石墨烯,利用FT-IR、XRD、AFM、SEM、BET、XPS、粒径分析、润湿性能分析等手段对其进行表征。并探讨在制备过程中第一阶段氧化的高锰酸钾用量,第二阶段氧化的温度和时长3种因素对氧化石墨烯氧化官能团含量的影响。确定最终的制备条件为3 g高锰酸钾、第二阶段氧化温度为35°C以及时长为4 h。并通过FT-IR、XRD、XPS、粒径分析等表征结果,得出结论:高锰酸钾用量的增加会导致羟基和环氧基的增加;第二阶段氧化的温度越高或时长越长,环氧基越易发生还原或断裂转化为羟基从而导致其含量降低,羟基含量趋于平稳,羧基的含量则呈上升趋势。（2）选用3种改性剂对氧化石墨烯疏水改性得到十八醇改性氧化石墨烯（A-M-GO）、KH550改性氧化石墨烯（550-M-GO）和十八烷基三甲氧基硅烷改性氧化石墨烯（O-M-GO）,通过FT-IR、XRD和降压增注能力分析对A-M-GO、550-M-GO和O-M-GO进行优选,选出最为合适的纳米减阻剂为O-M-GO。并通过SEM、BET等表征验证其成功接枝在氧化石墨烯上,从微观角度证实了其由亲水性转变为疏水性。（3）对O-M-GO在降压增注中达到最佳减阻效果的条件进行探讨,改变纳米减阻剂的碳链长度、注入体积段塞量、岩心表面吸附时长、水驱注入的流量、O-M-GO的分散浓度和分散试剂。结果显示三甲氧基硅烷的碳链长度需达到18时纳米减阻剂才具有减阻效果。当注入段塞量为3 PV,吸附时长1 h,水驱流量0.5 m L/min,在柴油中分散浓度为50 mg/L时,后续水驱的压力降低了14.21%,岩心渗透率为注入O-M-GO之前的1.166倍。
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