纳米降压增注技术简介
疏水性纳米SiO2增注剂的降压作用机理
中 图分 类 号 ：Ｔ ５ Ｅ ３７ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０ ７ ８ ２ ０ ）４— ０ １ ４ ０６— ６ Ｘ（０ ７ ０ ０ ９ 一ｏ
２０ ０ ０年 ， 中石化从 俄 罗斯 引进 了纳米 ＳＯ 增 注 ｉ
附分 布 的实 验证 实 了纳米 颗粒 在岩 心孔 壁 的吸附 特
响。在强亲水条件下不产生滑移 ， 而其他条件下均 可 能产 生水 流 滑移 。 中性 或 弱疏 水 的表 面 ， 滑 移 其
距 离 与剪切 速率 相关 ， 强疏 水 的滑移 距 离较 大 ， 而 且
征； 岩心流 动实 验 表 明 ， 纳 米 流 体 处 理 后 ， 心 的 经 岩
维普资讯
第３ ０卷
Ｖｏ ． ０ １３
第 ４期
Ｎｏ ４ ．
钻
采
工
艺
・ １・ ９
Ｄ ＩＬ Ｇ＆ Ｐ Ｏ Ｕ ＴＯ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ ＲＬ Ｉ Ｎ Ｒ Ｄ Ｃ ＩＮ Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ
疏 水 性 纳 米 ＳＯ ｉ２增注 剂 的 降压 作用 机 理
压 增 注 技 术 的 机 理 还 没 有 得 到 明 确 认 识 。 文
献 … 认 为纳 米 ＳＯ 降 压增 注 技 术 的机 理 在 于 纳 ｉ： 米 膜层取 代 了孔 壁 水 化 层 ， 以有 效 地 扩 大 孔 径 。 可
这 是基 于水化 层厚 于 纳 米 层 的 观 点 ， 为 纳米 层 的 认 厚 度小 于水化 层 。而 事 实 上 ， 于 水化 层 的厚 度 问 关 题 也一 直存 在较多 的争 议 ， 承祖 等 研究 得 到 ０ ０ 贺 ．１
纳米技术与石油勘探开发
下 原 油 不 断 地 被 剥离 油 藏 岩石 孔 隙表 面 ，
使 采收率得以提高。
在 实 际 注 入 过 程 中采 用 的是 降压 增
注 剂纳 米聚硅材料。 纳米聚硅 材料是一
种 1．2AS iO 。 为 主 要 成 分 、 具 有 极 强 憎 水 亲 油
能 力的颗 粒 状 白色粉 末物 质 是 一 种无 ，
互 作 用 的复 杂特 性 和 它们 对 多相 流 的影
响 并且 有针对 性 地 设 计 一 种合适 的勘 ，
探方案 。
3 、
纳 米技术在石 油开发 中的应用前景
纳 米技术在石 油开 发 上 的应 用主要
是 通 过 使 油藏 中的油 纳 米技术能 以调 整表面活
性 剂的形 式 应 用于提高原 油采收率 这 ，
种 作用于 油藏 的方 式 比现 有物质 更 为可
控 ，
因而能产 出更 多的原 油 。
具体在石油
开 发 中的应 用 表 现 在 如 下 几个 方 面 ：
① 纳 米材料在 石 油开发 中的一 个有
效 应 用 是 纳 米 分 子 沉 积 (M D ) 膜 驱 油 。
质 纳 米技 术 以 多学 科 合 作 为 特 点 具 有
。
，
内在 的创新性 而 且 比其他技术更 为精 ．
确 它从 一 诞 生 就 显 示 了卓 越 的 应 用 前 。
景 在 航 天 医 疗 电器 纺 织 陶 瓷 和 建
，
、
、
、
、
筑等 行 业 都 得 到 了广 泛 的应 用 。
2 纳米技术在石 油勘探 中的应用前景 、 纳米技术在石 油 工 业 上 的应 用 主
，
。
油 田 的试验 证 明 纳 米聚硅 材料能够提 ．
水基纳米聚硅降压增注技术
水基纳米聚硅降压增注技术
王金多
【期刊名称】《大庆石油地质与开发》
【年(卷),期】2012(031)001
【摘要】海拉尔油田属于低渗透水敏油藏,开发中注水压力高、注水量低、不能正常配注,地层能量没有得到及时有效补充,严重影响了油田开发效果.为了改善注水开发效果,引入了纳米技术,通过注入带有阳离子基团的SiO2溶液提高水相相对渗透率和油层吸水能力.室内实验证明SiO2溶液能将岩石的润湿性由原来的强水湿变为中间湿或弱水湿,并给出了SiO2溶液最佳使用质量浓度为1 000 mg/L、与岩石表面吸附时间必须在24h以上等结果.现场应用14口井,平均注水压力下降0.7 MPa,日增注12 m3,取得了较好效果.
【总页数】5页(P109-113)
【作者】王金多
【作者单位】大庆油田有限责任公司海拉尔石油勘探开发指挥部,内蒙古呼伦贝尔021000
【正文语种】中文
【中图分类】TE357.46
【相关文献】
1.水溶性纳米聚硅降压增注技术的应用 [J], 易济麟
2.聚硅纳米材料降压增注技术在文东油田的应用 [J], 杨灵信;郭文军;徐艳伟;梁国
庆;朱建民;马祥凤
3.纳米聚硅降压增注技术在江汉油田的应用试验 [J], 陶少亮
4.注水井纳米聚硅多元复合降压增注技术研究 [J], 许定达;宁俊杰;唐煜东;何宏林;郝晓芳;王刚;王金生
5.水基纳米聚硅在低渗油藏中的降压增注研究 [J], 刘培松;陶晓贺;李小红;赵梦云;张治军
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低渗透油藏纳米乳液降压增注研究
低渗透油藏纳米乳液降压增注研究周勤【摘要】针对红河油田长8超低渗透油藏驱替压力大、注水难以见效的问题,结合纳米材料及表面活性剂两种体系在降压增注和提高采收率方面的优良特性,开展了纳米乳液降压增注技术的研究.以油水界面张力为指标,优选出适合长8油藏的纳米乳液体系中表面活性剂的组成为:阴离子表面活性剂NHBH-1、甜菜碱表面活性剂TCJ-1、非离子表面活性剂X60、低碳醇比例为1:4.25:0.3:0.5.室内评价结果表明,纳米增注体系平均粒径为24.7 nm,在0.1%~0.3%浓度范围内与长8原油的界面张力能达到10-2 mN/m的超低界面张力数量级,能将岩心由亲水性往中性润湿方向改善.驱替实验结果表明,纳米增注体系具有较好的降低注水压力和提高采收率的性能,相比较水驱,注水压力下降18%,采收率提高15%.【期刊名称】《油气藏评价与开发》【年(卷),期】2016(006)006【总页数】6页(P61-66)【关键词】红河油田;超低渗油藏;纳米乳液;降压增注【作者】周勤【作者单位】中国石化华北油气分公司石油工程技术研究院,河南郑州 450006【正文语种】中文【中图分类】TE357红河油田长8油藏区平均孔隙度为10.8%，平均渗透率为0.4×10-3μm2，储层裂缝发育，是典型的低孔超低渗裂缝性储层。
长8油藏由于依靠天然能量开发，地层能量快速降低，产量快速递减。
为缓解递减，目前在红河油田长8油藏开展9个井组注水开发补充能量试验。
由于井组储层致密，孔喉半径小，在生产中部分注入井存在因注水压力高无法有效注水的问题；储层裂缝发育，采取调剖措施后又造成注水压力升高过大导致注不进水，严重影响注水能量补充试验的进行。
目前，解决低渗透油藏注水井注入困难的主要措施是采用压裂、酸化技术、活性水增注和纳米聚硅增注等[1]。
这四项技术在很大程度上改善了低渗透油藏生产的低效状态，但也暴露出一系列的问题。
常用的酸化增注处理半径小，有效期短，只能解决近井地带的问题，无法解决对远距离污染及孔喉等的堵塞；压裂增注成本偏高，重复性不高，二次改造的效果不能够达到满意的结果，同时红河油田储层微裂缝发育，压裂增注易沟通裂缝导致水窜；活性水增注工艺简单，降压率高，洗油效率高，现场作业简单，成本低，但也存在活性剂油藏的匹配性等问题[2-5]；纳米聚硅增注效果显著、施工便捷、无污染，但制备工艺复杂难以大规模生产，且成本过高[6-9]。
注水井纳米聚硅多元复合降压增注技术研究
在室温条件下准确量取 ９９ｍＬ模拟地层水，然 后加入一定量的阳离子双子表面活性剂，使用磁力 搅拌器搅拌至溶解均匀。加热至温度达到 ６５℃，精 确加入 １．０ｇ纳米聚硅材料和一定量的助分散剂， 在 ６５℃条件下搅拌反应 ２ｈ。继续将反应温度升高 至 ８０℃，恒温反应 １ｈ后，即得清澈透明的纳米聚硅 多元复合降压增注体系。
参照石油天然气行业标准 ＳＹＴ５３４５－２００７《岩 石中两相相 对 渗 透 率 测 定 方 法 》，采 用 非 稳 态 法 来 测定表面改性降压增注体系对相对渗透率的影响。 ３．５ 降压增注岩心流动实验
收稿日期：２０１８－０３－２８；修回日期：２０１９－０１－１０ 基金项目：国家重大专项“盐间页岩油储层改造机理及增产技术研究”（编号：２０１７ＺＸ０５０４９００３－０１０）。 作者简介：许定达（１９８６－），博士，目前在江汉油田博士后工作站从事油田化学方面研究工作。地址：（４３００００）湖北省武汉市口区古 田二路汇丰企业总部 ５栋 Ｂ座，电话：１７７８６４０２９２４，Ｅｍａｉｌ：６７２６７９９６４＠ｑｑ．ｃｏｍ
关键词：稠油油藏；注水井；表面活性剂；纳米聚硅材料；降压增注
ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１００６－７６８Ｘ．２０１９．０３．１５
超低渗油藏注水开发降压增注用纳米液及其制备方法
超低渗油藏注水开发降压增注用纳米液及其制备方法下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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活性纳米粉体降压增注技术的研究与应用
的。将该 活性纳米酸化技术 应用于 １ ０口井的现场 作业，结果表 明，该 技术应用 效果 明显，可． 于油 田 应用
生产作业。
［ 关键词］低 渗油藏；地 层伤害 ；纳米 ；酸化 ；增注 ［ 中图分 类号］ＴＥ ５ ． ６ ３ ７ ４ ［ 献标 识码 ］Ａ 文 ［ 文章编号］ １０ —９ ５ （０ ７ ５— １０— ４ ０ ０ ７ ２ ２ ０ ）０ ０ ５ ０
但 由于 常规 降压增 注技术 与 油藏 的 岩性适 应性 差 ，造成 增注 后效 果差 ，有效期 短 。针 对这 一现 状 ，根据 国 内外 低渗 油藏增 注技 术 开 展 的 纳米 酸 化技 术 研 究ｒ 卜引，对 酸 化 纳 米 材 料 以 及最 佳 浓 度进 行 了室 内试
验 。结 果表 明 ，纳 米酸 化技 术对 低 渗油 藏具 有较 好 的适 应性 。
１ 活性纳米粉体降 压增注技术的提 出
１ １ 活 性纳 米粉体 增 注的 可行 性 ．
活 性纳米 粉体 降压增 注 技术 是利 用 酸 、碱等解 堵 材料 与活性 纳米 材 料复合 一 起增 注 。首先 对地 层进
行 预处 理 ，向地层 中挤 入碱 液 ，清 除近井 地 带孔 隙 中的 油膜 ，以便 纳 米粉 体 能 牢 固地 吸 附在 孔 隙表 面 ；
１ ２ 活 性纳米 粉体 增注 机理 ．
活性纳米粉 体是一种 以 Ｓ０ ｉ２为主要成分 ，具有 极强 憎水 亲油 能力 的 白色粉 末 物质 ，憎水 率在 ９ 以 ９ 上 ，是 Ｓ０ ｉ２的化学 改性 产品 。当 Ｓ０ 颗 粒达 到纳米级后 ，位于表 面 的原子 占相 当大 的 比例 。由于表面原 ｉ２
然后通过向地层中注入酸液来解除地层中粘土铁质钙质以及钻井液等机械颗粒造成的堵塞恢复和提高地层渗透率i最后将具有极强憎水亲油能力的活性纳米级超细粉剂挤人地层当活性纳米材料吸附到亲水砂岩表面后
聚硅纳米增注技术在纯梁油区低渗透油田的应用
聚硅 纳米 材料 增 注技 术是 油 田注水 开发 中的一 项重 要技 术 。聚硅 纳 米材 料 是 Ｓ － ０ 利 用 ７射 线激 活 的添 加剂 来进 行化 学 改性 的无 机 非金 属 白色粉末 产 品ｒ １ 一 ， 具 有极强 的憎水 亲 油能 力 ， 它 的 离散 颗粒 尺寸 在１ ０ －１ ０ ０ ｎ ｍ， 憎 水 率在 ９ ９ 以上 聚硅 纳米 材料 通 过小 尺寸 效应 、 表 面效 应 、 量子 尺寸效 应 以及 宏 观量
１ Ｏ ０
内蒙 古石 油化 工
２ ０ １ ３ 年第 ｌ Ｏ 期
聚硅纳 米增注 技术在纯梁 油区低渗透 油 田的应用
张 德 华
（ 中 国石 化 胜 利 油 田分 公 司纯 梁 采 油 厂 工 艺 所 ， 山东 博兴 ２ ５ ６ ５ ０ ４ ）
摘
要： 聚硅 纳 米 增 注技 术是 提 高 中低 渗 透 油 田增注 效果 的 一项 重 要 技 术 。本 文 通过 室 内研 究评
５ ｍｇ ／ ｍＬ。 １ ． ２ 岩 心 准备
Hale Waihona Puke 与岩石表面的动力学作用 ， 降低摩阻， 适合于低渗透 油 藏 注水 井 降压 增 注 ， 同 时聚 硅 纳 米 微 粒 还 能够 包 覆 在 粘土 表 面 ， 阻止 注 入 水 的 浸入 ， 起 到 防 膨 作 用０ ］ 。 纯 梁低 渗透 油 藏储 层粘 土 矿 物含 量 高 ， 敏感 性 强， 由于 长期 注 水 ， 岩 石 表 面 由油 润 湿 变 为 水润 湿 ， 在 一定程 度 上增 加 了水 流 阻力 ， 使 得注 水 压力 上升 。 为 降低 注入 压力 、 提 高增 注 效果 ， 对聚 硅纳 米 材料增
反 冲洗 ， 产 生 的油 泥能 够 迅速 排走 ， 避 免 了 除油器 内 污 油 和污 泥 的 聚 集 ， 从 而 导 致 除油 效 果 下 降 。② 过
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图2 纳米材料的TEM（透射电镜）图（ Shu2－3 ）
2、纳米颗粒与孔壁的吸附
图3 纳米粒子水平和竖直岩心表面的SEM照片
3、润湿性变化
陈兴隆、秦积舜、李治平等人做实验研究注水井增注用的4种商品表面亲油改性 纳米二氧化硅改变岩石表面润湿性的能力。Kg为0.01～0.1μm2的胜利义北砂岩岩 心，洗油后浸泡在盐水中使表面亲水，注入0.5～3.0PV 1.5g/L的纳米二氧化硅柴 油悬浮液，静置不同时间，用自吸吸入法测定岩心相对润湿指数W(水、油润湿指数 之比)。结果表明，W值随注入量增大按指数关系减小，注入量3PV时达到稳定值， 注入量相同时随静置时间(18～40小时)延长而减小；在注入量2PV、静置40小时条 件下除829外的3种样品使亲水岩心(W=1.7)变亲油(W＜1.0)，俄罗斯产品101效果 最好，W=0.5。用光学投影法测量并图示表面亲水岩石薄片依次浸泡在煤油、纳米 二氧化硅柴油悬浮液、盐水中时接触角随浸泡时间的变化。在煤油中，大理石和灰 岩表面变亲油，纳米二氧化硅处理使接触角略有增大；在盐水中，经101处理的大 理石表面亲油性至少维持500小时，其余样品处理的大理石迅速变为亲水，各种样 品处理的亲油灰岩表面在盐水中经过0～70小时(样品101)先后变为亲水。玻璃表面 在煤油中仍亲水，不同纳米二氧化硅处理玻璃的效果各不相同：迅速亲油化(101和 727)，0～60小时后变亲油(829)，接触角增大但仍亲水(902)；处理后的亲油玻璃 表面在盐水中迅速变强亲水，纳米二氧化硅不能使石英表面亲油化。
面水化层对水的吸附阻力，注水启动压力梯度相当程度上 是克服水膜吸附阻力。 解决方法： 1、提高注水压力－－注水系统设备可能要更换，增加投入； 2、降低注入水流动阻力－－方法？
利用纳米材料来进行降压增注作业： 俄罗斯对该技术的研发较早。在西西伯利亚、秋明 等地区处理200口井, 试验效果良好。 国内中石化集团公司在2000年从俄罗斯引进该技术，
为5微米，也不算细。简而言之，1纳米大体上
相当于4个原子的直径。
俄罗斯产品（泡雷希尔）的宣传用语：
泡雷希尔具有极强的憎水亲油性和很大的比表面积： 1）将吸附在孔隙内表面的水膜赶走，从而有效地扩大孔径； 2）材料颗粒被吸附在孔隙通道表面，其卓越的憎水性能，
大幅度降低了注入水在孔隙中的流动阻力；
3）避免了水化现象的发生，阻碍泥土颗粒的膨胀和扩散。
纳米降压增注技术简介
一、问题的提出：
一些注水井初期的注水压力并不高，但随着注水
时间的持续，注水压力逐渐替压差 33MPa
30m 300m
22MPa
特低渗透砂岩储层油水相对渗透率曲线
1.0 0.8 Krw 1.0 0.8 Krw Kro
0.6 0.4 0.2 0.0 0 20 40 60 Sw / % 80 100
二、纳米降压增注机理研究
1、纳米材料研制； 2、吸附作用； 3、润湿性改变； 4、降压实验；
5、降压机理。
1、研制了多种纳米材料
1）不同尺度、不同比表面积的纳米SiO2材料； 2）不同尺度、不同比表面积的纳米ZnO材料； 3）不同尺度、不同比表面积的纳米TiO2材料；
纳米SiO2材料特征
图1 纳米材料的TEM图（ Shu1-1 ） 任何SiO2进入纳米尺寸(1~100nm)时都具有神奇的特性，如：小尺寸效应、量 子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等。使纳米微粒结构非常特殊地表现出 奇异的物理、化学特征，具有卓越的光、力、电、热、放射、吸收等特殊功能。作 为改性剂的纳米SiO2是无定型白色粉末（指团聚体），表面存在不饱和残键及不同 键合状态的羟基，分子状态呈现三维硅石结构。
图4 岩心表面（亲水）
图5 柴油处理后的岩心表面（亲油）
图6 低浓度纳米液（亲油性增强）
图7 中等浓度纳米液（亲油性继续增强）
图8 滚动的水滴（润湿反转）
4、降压实验－－岩心驱替：
四块岩心，渗透率提高最大60％，平均47％。
小结
1 、纳米颗粒可以突破水膜与孔壁强力吸附。产生
这种吸附的动力源有待深入研究。
2、纳米吸附分为单层吸附和多层吸附；
3、纳米颗粒有团聚；
4 、纳米颗粒吸附后能改变孔壁表面的润湿性，由 亲水改变为强疏水（憎水）； 5 、岩心流动实验证实了纳米颗粒吸附可以降低岩 心孔道的流动阻力。
Kro ＆Krw
Kro
Kro&Krw
0.6 0.4 0.2 0.0 0 20 40 60 Sw / % 80 100
Y25井4-10/45号岩心
1.0 0.8 Krw Kro
Zh38井14-81/85号岩心
1.0 0.8 Krw Kro
Kro&Krw
0.6 0.4 0.2 0.0 0 20 40 60 Sw / % 80 100
问 题：
1）既然有水膜，那么具有极强憎（疏）水性的纳米粒子如何吸附到 孔壁？ 2）吸附到孔壁后，是单层吸附还是多层吸附？如何分布？其厚度是
否小于水膜厚度？
3）憎水表面的降阻机理？
因此，纳米降压增注机理研究必须解决以下问题：
1）纳米颗粒的表面特征、纳米材料研制； 2）纳米颗粒突破水膜与岩石孔壁强力吸附的本质； 3）吸附纳米颗粒的孔壁具有什么样的润湿性特征？什么条件下 可以降低流动阻力？
试验12口高压欠注井，并开展了相关室内实验。
中石化集团公司下属企业与有关院校合作，采用 “仿制”的方法研制出了纳米产品，并进行了现场试验， 部分有效。
纳米是长度单位，原称毫微米，就是10的-9
次方米（10亿分之一米）。纳米科学与技术，
简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳
米范围内材料的性质和应用。从具体的物质说 来，人们往往用细如发丝来形容纤细的东西， 其实人的头发一般直径为20-50微米，并不细。 单个细菌用肉眼看不出来，用显微镜测出直径
Kro&Krw
0.6 0.4 0.2 0.0 0 20 40 60 Sw / % 80 100
Zh61-23井12-3号岩心
Zh19井9-3号岩心
随着含油饱和度下降，油相相对渗透率急剧下降，并很快降为零，水相相对渗透率上升缓慢
有一种观点： 水膜吸附阻力
低渗油藏中一部分注水压力来自于水湿岩石孔隙内表