纳米颗粒在非常规油气储层水力压裂中的应用综述

摘要

水平钻井和水力压裂增产改造技术在用于提高低渗透储层油气产量方面已经取得了重大突破.然而,压裂液如何在储层条件下保持良好的流变性能且对地层伤害最低,仍然是项非常具有挑战性的任务.近年来,纳米技术在储层改造领域的应用受到了越来越多的关注.我们总结了非常规油气储层水力压裂增产改造中纳米颗粒应用的现状,重点讨论了未来研究中纳米颗粒的作用机理、应用、研究成果、技术挑战和研究方向.文中论述了应用纳米交联剂与生物聚合物-纳米复合材料改善表面活性剂基压裂液、泡沫基压裂液和聚合物基压裂液粘弹性的情况.研究结果表明,纳米材料的独特性能(包括颗粒尺寸小、比表面积大、具有磁性、高强度和稳定性高等)使其能应用于研发井下纳米传感器、纳米支撑剂、破胶剂和降滤失剂等.为了更好地了解储层条件下纳米交联剂的交联机理以及压裂液增粘机理,仍然需要开展大量研究工作.具有应用前景的纳米颗粒(包括氧化铝、氧化铜、碳纳米管以及价格低廉的碳酸钙、二氧化硅和粉煤灰纳米颗粒等)在非常规油气储层中如何广泛应用,仍然需要作进一步研究.此外,应该重点关注纳米颗粒在储层条件下的性能、纳米颗粒团聚的影响、经济可行性以及环保性能等.应用纳米溶液改变润湿性、降低界面张力以及压裂液中添加纳米颗粒等方式能提高非常规油气储层的油气产量,纳米技术在非常规油气储层改造领域的未来前景广阔.