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奔驰线上娱乐是真的吗:納米材料在石油工業中的應用

作者:admin 更新時間:2019年06月03日 09:59:55

大西洋线上娱乐 www.hmvvr.com   摘要:本文綜述了納米材料在石油工業中的應用情況,包括納米技術在石油工業上下游領域的應用,并分析納米材料在石油工業應用中存在的問題和發展方向。


  作者:楊楓


  關鍵詞:納米材料;石油工業;應用


  [中圖分類號]:TB383[文獻標識碼]:A


  [文章編號]:1002-2139(2011)-23-0259-01


  一、前言


  納米技術包括納米材料和物質的獲得技術、組合技術以及納米材料在各個領域的應用技術。當普通材料被制成納米材料后,不但光、電、熱、磁等特性發生了變化,而且還會增加輻射、吸收、催化、殺菌、吸附等新特性。這些特點引起了油田開發工作者的注意,并將其應用到石油開發和石油化工等領域。


  二、納米材料在石油上游領域中的應用


  1、納米材料在鉆井工具材料上的應用


  目前我國的油氣資源探明程度還不高,主要原因是鉆探技術滿足不了需求。鉆探的難題必須通過新技術應用,才能解決超深層勘探的問題,同時提高鉆井效率,使綜合鉆井成本達到大幅度下降。


  目前,我國已經研究一種納米復合涂料,在鉆具和井壁表面形成納米膜,大大降低鉆具的摩擦阻力,降低了鉆大斜度井、水平井、多分枝井和大位移井的難度。另外對于一些小的器件例如:高壓泥漿泵的缸套、活塞等,利用納米材料提高它們的耐磨、耐沖蝕性都將會帶來巨大的經濟效益。


  2、納米材料在鉆井液完井液中的應用


  納米材料應用于鉆井液和完井液可以有效解決井壁穩定和儲層?;さ茸昃侍?,提高鉆速,縮短鉆井周期,減少鉆井液對油氣層長時間浸泡產生的巖壁不穩定性。


  納米材料在鉆井液和完井液中的應用可通過在入井工作液中添加納米相顆?;蚰擅贅春喜牧俠詞迪?。王佩平[1]等研究的正電膠/聚合醇/納米乳液鉆井液在應用中表現出了優良的性能:在較低密度底層鉆進中未發生井壁失穩垮塌、阻卡等現象,攜砂能力強,流變性好,摩阻系數小,用于易發生垮塌油氣藏勘探開發,有較好的的效果。


  3、納米材料在采油生產中的應用


  近年來,在納米技術的基礎上研究出一種納米微乳,是由油、水、表面活性劑和助表面活性劑組成,具有熱力穩定性和各向同性的多組分分散體系。隨著石油新探明儲量的減少,如何提高其采收率,使開采達到原始儲量60%以上已經成為普遍關注的問題。在油田開發中,二次采油時對低滲、低孔和低壓油田,普遍存在注入壓力高、注水量小等問題,不能有效發揮水驅的作用。如果在注水中加入一定量能夠形成納米微乳的增注劑,可能解決這一難題。目前相關報道表明,向井下注入微乳提高原油采收率已經取得顯著成功。


  4、納米材料在采油堵水中的應用


  油井出水問題在油田開發過程中普遍存在,需對生產井實施堵水和調整注水井吸水剖面。油田進入高含水或特高含水期后,調剖堵水難度加大,推動了納米技術進入該技術領域。用于調剖堵水的納米材料較多,可以滿足不同的應用要求。


  劉高友等[2]MgCl2?6H2O,AlCl3?6H2O和ZnCl2?6H2O以不同摩爾比配成鹽溶液,用氨水調溶液pH值在9.5~10之間,經陳置、過濾洗滌、膠溶、干燥,得到類水滑石納米材料。該材料作為堵水劑,多次室內模擬巖心流動實驗中巖心堵塞率達98%以上,具有良好的耐水、耐聚合物溶液沖刷能力。


  就目前技術而言,對幾十微米微裂縫的地層,只能采用表面活性可控的納米懸浮和流固體系。采用納米乳液防止儲層損害和水鎖效果突出;利用納米乳液顆粒小尺寸和吸附效應,在納米級孔喉中形成典型的架橋封堵,能有效堵水且易于返排,同時能抑制黏土運移,有效?;び推?。


  5、納米材料在破乳劑中的應用


  納米技術在破乳劑中的應用目前研究的比較少,只有北京交通大學開展了這方面的研究,研制的納米破乳劑性能評價實驗表明,在破乳劑聚醚分子中通過化學反應鍵入納米氧化物,原有的有機高分子破乳劑用量可以節省10%~20%,破乳脫水的時間可以加快30min左右,脫水率也可以提高20%~30%。具有很高的實用價值。


  三、納米材料在石油工業下游領域的應用


  1、納米材料在石化催化劑中的應用


  由于納米材料顆粒的大小可以人工控制,表面的鍵態和顆粒內部不同及表面原子配位不全等,從而導致表面的活性部位增加;另外,隨著粒徑的減小,表面光滑程度變差,形成了凹凸不平的原子臺階,這樣就增加了化學反應的接觸面。這些性質為其在石油化工領域的應用提供了良好的前景。


  研究表明納米粒子對催化氧化、催化氫化、還原、裂解反應都具有很高的活性和選擇性。納米催化劑具有高的比表面積和表面能,活性點多,因而活性和選擇性遠遠高于傳統催化劑,如以粒度小于100nm的鎳與銅鋅合金的納米材料為主要成分制成的加氫催化劑,加氫轉化率是傳統鎳催化劑的10倍。


  2、納米材料在煉化廠凈化分解毒氣的應用


  納米材料比表面積大,可與廢氣充分接觸,最大限度地吸附在表面;對紫外光等吸收能力強,具有很強的光催化降解能力。以TiO2為代表的光催化劑可在常溫下使多種有害毒氣分解成無害無味物質。而光催化材料本身在反應過程并不消耗,是一種理想的空氣凈化材料。目前,采用納米光催化技術凈化分解硫化氫、甲硫醇和乙硫醇的研究已有不少報道。


  四、目前存在問題及今后的研究方向[3]


  納米材料在石油工業上的應用才開始不久,出現的問題也比較多:(1)由于采油環境中與實驗室有很大的區別,目前實驗室所取得的成果在現場應用中還存在很多問題;(2)作為催化劑的納米材料,若直接以顆粒存在于反應體系中,其抗污染性、回收難易以及活性再生等都是值得考慮的問題,若在載體上附著,其負載體對其活性、循環利用方式的影響,也值得探討。(3)納米調剖材料的耐溫耐鹽性較差,遠不能達到溫度高于100℃、礦化度高于8000mg/L的地層,很有進一步研究的必要。


  五、結論


  只有石油業界與納米業界尋求到共同的研發方向和目標,形成產學研聯合的有效形式,以上種種問題和難點必會得到很好的解決,而納米技術也必將滲透到石油工業的每一個環節。