IECR刊发团队微纳米新材料应用最新研究成果

近日，美国化学学会旗下的Industrial & Engineering Chemistry Research（IECR）期刊刊发本团队在微纳米材料应用于非常规油气开发领域的最新研究成果《荧光碳纳米颗粒识别储层非均质性的可行性研究》（Inert Carbon Nanoparticles for the Assessment of Preferential Flow in Saturated Dual-Permeability Porous Media）。该成果提出一种识别储层非均质性的双示踪剂方法，对识别非常规致密储层非均质性具有重要的指导意义和参考价值。团队成员姚传进博士为第一作者，姚传进博士和美国康奈尔大学Lawrence M. Cathles教授为通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位。

油藏的储层非均质性严重影响油田的注水开发效果，为了采取措施提高注入水的波及效率，识别和预测油藏的储层非均质性具有重要的实际意义。目前，示踪剂技术已成功应用于同位素找水、查找输油管道泄漏、井间示踪检测、单井化学示踪测定残余油饱和度等方面。应用示踪剂技术进行岩心驱替实验和调驱机理的研究，能够有效地反映岩心驱替过程中流体的分布状态和流动规律，可以掌握注入水的推进方向、驱替速度、波及状况以及岩心的非均质情况、剩余油饱和度分布和渗透率的变化等。

图1   非均质多孔介质渗流与示踪剂迁移示意图

针对上述问题，本团队根据非均质多孔介质渗流与示踪剂迁移理论，提出一种识别储层非均质性的双示踪剂方法，通过构建考虑层间绕流的非均质单管模型，对双示踪剂方法进行试验验证。该方法利用两种扩散系数存在明显差别的示踪剂(离子型化学示踪剂溴化钾KBr和颗粒型荧光标记示踪剂荧光碳纳米颗粒Cdot)分别反映非均质多孔介质的总孔隙体积和非均质多孔介质内流动区的孔隙体积，识别储层非均质性和评价注入水的波及状况。

图2   荧光碳纳米颗粒成功识别非常规致密储层非均质性

研究表明，均质条件下KBr和Cdot的穿透曲线基本重合，而非均质条件下KBr和Cdot的穿透曲线产生分离，且KBr和Cdot在多孔介质中的流体置换率或改变率fv值相差较大；在一定的注入速率条件下，通过分析KBr和Cdot的产出规律及其fv值的变化规律，可识别储层非均质性和评价注入水的波及状况，验证了双示踪剂方法的可行性和有效性。

IECR是化学工程领域的顶级期刊之一，拥有广泛的国际影响力，其收录的文章主要分布在应用化学和化学工程相关的物理、化学、生物、材料科学和工程等领域，对研究的原创性和前沿性有着极为严格的要求，SCI二区TOP，最新影响因子为2.843。

全文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.iecr.7b00194