油田化学中的纳米材料应用研究

2022-09-11

纳米技术开始发展的年代在上世纪90年代, 它是一种交叉性、前沿性的新兴学科, 这种技术在纳米尺度上对物质的特质及作用进行研究。材料一旦达到纳米尺度, 在性能上就会有突变发生, 与宏观物质的性能与结构不同。作为一种新型材料, 纳米材料作为一种新型材料, 对社会发展产生了非常重要的影响。本文基于以上背景, 对油田化学中纳米材料的实际应用进行了进一步分分析与探讨。

一、纳米材料在油田化学中存在的问题

从大量试验经验来分析, 虽然现在纳米技术在油田化学中的应用已经取得了一些成就, 也相应的显示出了巨大的发展前景, 但是因为纳米材料本身存在一定的特性, 如果纳米材料存在的问题得不到有效解决, 就不能使纳米技术的作用得到充分发挥。所以应该将纳米技术与油田化学应用技术结合在一起, 这样才能促进以下问题的有效解决。

1. 纳米材料添加到钻井液中的问题

将纳米材料添加到近钻井液中会直接导致钻井液固相含量的增加, 同时纳米颗粒含量也会相应增加, 钻井液流变性会受到影响, 与此同时, 一部分钻井液处理剂会被吸附, 处理剂的有效含量就会减少。直接将纳米材料加入到钻井液中, 因为纳米材料本身表面能极高, 同时存在很高的截面活性, 所以很容易导致团聚现象的产生, 团聚现象发生之后纳米材料的尺寸会发生明显的增大, 在搅拌过程中要想使颗粒变得分散是非常困难的, 同时纳米材料的特性也会丧失。

2. 三次采油中纳米技术应用存在的环境问题

目前在驱油中, 纳米材料的应用已经取得了显著的研究成果, 但是因为考虑到驱油需要在特殊环境中进行, 从条件上来说与实验室研究存在很大区别。闲杂实验室研究取得的成果都是在非采油条件中得到的, 所以, 在现场应用中始终存在一定的问题, 比方说三次采油符合驱技术, 这种技术在使用过程中的活性剂属于石油磺酸盐类, 这种材料只有加入碱复配才能得到超低截面张力, 但是因为在碱作用下低渗透又称会导致油层受到伤害, 所以需要对新型的表面活性剂进行开发, 只有的不加碱的前提下, 才能达到一种低截面张力的目的。

3. 纳米材料本身的成本问题

从成本上来说, 纳米材料的成本是非常高的, 比方说在油田处理过程中使用纳米Ti O2, 现在纳米Ti O2在市场上的价格大约是500—800元/kg, 与传统水处理技术相比, 在成本上要高出一个数量级左右, 在这种条件下就要求大大降低在使用过程中纳米材料的使用量, 这就直接产生了对现场纳米材料批量化使用的限制。

二、解决纳米材料在油田化学应用中存在问题的途径

纳米材料在油田化学领域中的应用会使油气钻井的效率得到明显提高, 同时石油天然气的经济效益等都会产生新的突破, 具有非常良好的发展趋势, 但是针对上文中提到的一系列问题, 在纳米材料和油田化学应用技术的结合上应该注意下面几个问题。

1. 将纳米技术应用的切入点找准

在钻井过程中, 纳米材料高比表面积和高表明活性会得到充分的发挥, 在井壁表明以及钻具表明形成一种纳米膜, 使钻具的摩阻得到有效的降低, 在此基础上进一步降低钻水平井、大斜度井的难度。与此同时, 通过对纳米材料特性的利用, 可以使钻井液的耐温性得到明显提高, 进一步提高钻井液的防渗漏能力和抗污染能力, 使复杂环境中钻井液技术得到显著提高, 此外, 还可以使对特殊油气藏钻探的力度得到有效增大。

2. 使纳米材料的使用量尽量减少

上文已经提到, 纳米材料的价格是非常昂贵的, 这就要求对纳米材料的使用量要得到尽量降低。为了达到降低纳米材料使用量的目的, 就需要找到与纳米材料相适应的地层, 对纳米材料进行有选择性的应用, 以此为前提使油气田的开发效率得到明显提高。

3. 加强纳米材料与油田化学技术联合应用的理论研究

只有对纳米材料的特性进行正确认识, 掌握与油田化学药剂之间相互作用的机理, 才能对纳米材料在油田化学中的应用技术进行进一步的探索, 而要想对纳米技术以及纳米技术的内涵进行正确认识, 就要对加入纳米材料之后产生的突变特性进行深入研究, 只有这样才能使纳米材料与油田化学技术之间的结合取得相应的成效。

结语

综上所述, 纳米技术目前属于科学的前沿, 作为一种新型技术它正逐渐渗透到油田化学领域之中, 并且在油田化学剂的设计开发中发挥着十分重要的作用。通过对纳米技术的有效利用, 可以开发出一些新技术和带有特殊性能的钻井液, 进而对防止井壁坍塌等问题进行有效的解决, 同时对井壁稳定进行维护。此外, 开发出新型的修井液, 修复受损伤的油井, 进一步提高油井的产量。

摘要：目前纳米材料已经在油田化学领域中得到了广泛的应用, 将纳米技术与油田化学技术联合应用, 可以使油气开发的经济效益得到明显提升。本文视油田化学中纳米材料的应用为着眼点, 对油田化学领域中纳米材料应用存在的问题进行了简单的阐述, 并在此基础上提出一些对这些问题进行解决的途径和措施, 希望可以为相关研究提供一些借鉴。

关键词：油田化学,纳米材料,应用