1.2金屬氧化物納米顆粒

常用的納米金屬氧化物主要包括ZrO2,Al2O3,Fe2O3和Fe3O4等，它們具有高比表面積、高化學(xué)活性、易合成和成本低等優(yōu)點(diǎn)，在滲吸驅(qū)油提高采收率方面具有潛在應(yīng)用前景。

與SiO2納米材料相比，由于ZrO2的表面極具極性，能夠?qū)⒂蜐駜?chǔ)層改造為水濕儲(chǔ)層，利于滲吸驅(qū)油。Nwidee等將ZrO2和不同表面活性劑復(fù)配，利用ZrO2/C16TAB和ZrO2/TX-100納米流體進(jìn)行改變潤(rùn)濕狀況和巖心滲吸實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明ZrO2/C16 TAB體系潤(rùn)濕性能最好，滲吸平衡時(shí)間最短。

楊昌華等使用納米Al2O3與表面活性劑(SDS)復(fù)配形成了1種新型納米滲吸劑，用以改善低滲透油藏的滲吸效果和提高采收率。納米Al2O3滲吸驅(qū)油劑能夠有效地改變石英片表面的潤(rùn)濕性，提高其親水性，且納米顆粒的濃度越高，改變效果越好。通過(guò)進(jìn)一步滲吸實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該納米流體對(duì)于低滲透巖心具有較好的滲吸采收效果，60℃下滲吸采收率可到37%。

納米Fe3O4具有獨(dú)特的性質(zhì)，如超順磁性、尺寸小和低毒性，且易在外磁場(chǎng)下分離，近年來(lái)在石油開(kāi)發(fā)領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。Divandari H等研究了磁鐵礦對(duì)儲(chǔ)層砂巖界面張力降低的影響，結(jié)果表明Fe3O4納米顆粒有較強(qiáng)的降低界面張力的能力，可以在不使用任何表面活性劑的情況下將界面張力降低至3.99mN/m。ParyotoS等將Fe3O4納米顆粒與表面活性劑體系(陰離子+兩性離子)復(fù)配，研究了Fe3O4納米顆粒對(duì)體系穩(wěn)定性的影響。從研究結(jié)果來(lái)看，納米顆粒的加入提高了納米流體的穩(wěn)定性。納米流體能將巖石潤(rùn)濕性轉(zhuǎn)變?yōu)樗疂瘢嵘藵B吸驅(qū)油效果，相較于表面活性劑，該納米流體可使?jié)B吸采收率提升8.16%，體現(xiàn)了Fe3O4改善表面活性劑性能的潛力。

金屬氧化物納米材料，通常以過(guò)渡族金屬為主，因其優(yōu)秀的耐溫穩(wěn)定性而備受關(guān)注。這類材料種類豐富，可以根據(jù)不同的金屬氧化物配置成不同的納米流體，這些納米流體在石油開(kāi)采中發(fā)揮著不同的作用。主要表現(xiàn)為改變潤(rùn)濕能力好，在苛刻的高溫及高礦化度下依然具有高穩(wěn)定性。更為突出的是，這些金屬氧化物納米顆粒在特定的磁場(chǎng)環(huán)境下能夠進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)回收利用，降低了油田開(kāi)發(fā)成本。金屬氧化物納米材料因其獨(dú)特的性質(zhì)和功能,在石油開(kāi)采領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,如何提高納米流體的性能，以及如何提高它們的回收利用率，仍然是需要深入研究的重要問(wèn)題。

1.3氧化石墨烯(GO)納米顆粒

氧化石墨烯(GO)納米顆粒作為1種新型無(wú)機(jī)材料，具有穩(wěn)定性高、比表面積大、水溶性好和環(huán)境友好等特點(diǎn)，在提高采收率方面具有巨大的應(yīng)用潛力。徐雅萍通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯(GO)納米顆粒可以提高致密砂巖的滲吸采出程度。氧化石墨烯(GO)納米顆粒能有效降低油水界面張力及改變巖石潤(rùn)濕性，其與表面活性劑一同使用時(shí)，能產(chǎn)生非常好的效果，界面張力降低及潤(rùn)濕性的改變較單獨(dú)采用納米顆粒更顯著，滲吸采收率可達(dá)到29.78%，比地層水高出10.95%。高圓圓等將氧化石墨烯(GO)納米顆粒與陰離子表面活性劑SDBS以及非離子表面活性劑吐溫-80復(fù)配，測(cè)試了復(fù)配體系的界面張力和滲吸后接觸角。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)納米GO可以在油水界面吸附從而形成界面膜，降低界面張力，同時(shí)，將油濕表面變?yōu)樗疂癖砻妫岣邼B吸驅(qū)油效率，在與表面活性劑協(xié)同作用下滲吸采出程度可達(dá)29.78%。氧化石墨烯納米顆粒可提高采收率，但其納米顆粒在油藏條件下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性以及這種納米流體滲吸驅(qū)油的機(jī)制仍不清楚，還需探索。

1.4碳量子點(diǎn)(CQDs)納米顆粒

碳量子點(diǎn)(CQDs)簡(jiǎn)稱碳點(diǎn)，是1種利用碳源合成的粒徑小于10nm的新型發(fā)光零維碳納米材料。近年來(lái)，CQDs由于尺寸小，可以進(jìn)入多孔介質(zhì)的孔隙中，在孔隙表面和油水界面上發(fā)揮重要作用，且其具有比表面積大以及生物相容性良好等優(yōu)點(diǎn)引起了油田開(kāi)發(fā)者的廣泛關(guān)注。

ZHAO等采用電解法制備了親水性碳納米粒子(CNPs)，CNPs的粒徑為10nm。并進(jìn)一步通過(guò)添加表面活性劑吐溫-80形成納米流體。CNPs納米流體在高溫(90℃)和高鹽度(12x104mg/L)下粒徑小于100nm，表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性。與鹽水相比，CNPs納米流體在降級(jí)界面張力和改變潤(rùn)濕潤(rùn)濕性方面具有更強(qiáng)的能力。自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)表明，CNPs納米流體采收率較鹽水采收率提高13%，其提高采收率的潛力巨大。

MENG等通過(guò)將檸檬酸與尿素合成的氮化碳量子點(diǎn)(CNQDs)分散在去離子水中制備了碳基納米流體。CNQDs納米流體表現(xiàn)出良好的分散穩(wěn)定性和界面活性。CNQDs納米流體在低滲透巖心中的提高采收率性能優(yōu)于納米SiO2納米流體。NMR實(shí)驗(yàn)表明,CNQDs納米流體的滲吸采收率為25.6%,高于納米SiO2納米流體的20.6%。CNQDs納米流體不僅能促進(jìn)流體進(jìn)入更深的基質(zhì)，而且還有效降低了滲吸剖面的含油飽和度。通過(guò)進(jìn)一步的界面張力和接觸角測(cè)試，揭示了CNQDs納米流體的潛在提高采收率機(jī)理。

碳量子點(diǎn)(CQDs)作為1種新型的納米顆粒，因合成方法簡(jiǎn)單，表面改性容易，在石油工程領(lǐng)域的應(yīng)用受到了研究者的廣泛關(guān)注。尤其是其在提高低滲透油藏采收率方面的潛力，更是關(guān)注的焦點(diǎn)。由于其獨(dú)特的表面性質(zhì)和超小的粒徑，它們很容易進(jìn)入低滲透油藏孔隙中，在孔隙表面和油水界面上發(fā)揮重要作用,表現(xiàn)出優(yōu)異的降低界面張力和改變潤(rùn)濕性的能力。然而目前對(duì)碳量子點(diǎn)滲吸提高采收率的機(jī)理研究相對(duì)較少，還需進(jìn)一步的研究和理解。