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纳米材料尺寸小、比表面积大,表现出特殊的力学、磁学、电学、热学、光学和化学性质,广泛应用于石油勘探开发的诸多方向。通过梳理纳米材料在描述地层参数、压裂过程、油田废水处理等几个方面的作用,总结了纳米材料在石油勘探开发重点领域的研究进展,展望其未来低成本化的研究趋势。纳米材料可以用作油气勘探开发过程中的新型传感器和智能机器人,进行数据监测、分析;可以作为钻井和压裂过程中的添加剂;制备纳米催化膜处理油田废水等。纳米材料的应用可解决部分现有石油开采的难题,提高非常规油气资源的采收率。