纳米材料在油田中的应用

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1、综合能力培养题目：纳米技术在油田中的应用Nanotechnologyapplicationinoilfields姓名：学号：专业：班级：指导教师姓名：学院：日期：纳米技术在油田中的应用作者：李子媛专业：应用化学摘?要:综述了纳米技术在油田钻井液、油田管道防腐、清洁压裂液、固井、稠油降粘等中的作用机理和现场应用、存在的问题,同时对其在油田中的应用前景进行了展望。Abstract:Thefunctionmechanismandfieldapplicationofnanotechnologyindrillingfluid,corrosionpreventingofoilpipes,c

2、learfracturingfluid,cementing,viscosityreductionofviscouscrudeoilwerereviewed.Inaddition,theexistingproblemsoftheapplicationofnanotechnologyinoilfiledwereindicated,anddescribedtheprospectofnanotechnologyintheoilfieldoperations.关键词:纳米技术;油田应用;作用机理;现场应用Keywords:nanotechnology;oilfiledapplicatio

3、n;functionmechanism;fieldapplication前言:纳米技术是20世纪80年代末刚刚诞生并正在崛起的新科技，它从一诞生就显示了卓越的应用前景，在涂料、电器、纺织、陶瓷以及军事等行业都得到了广泛的应用，纳米材料和纳米技术被认为是21世纪的三大科技之一，它的迅猛发展将在21世纪促使几乎所有的工业领域产生一场革命性的变化。纳米颗粒是指尺寸为纳米级的超细微粒，它的尺寸大于原子簇，小于通常的微粒。纳米微粒的粒径在1～100nm之间，是肉眼和一般显微镜看不见的微小粒子.当粒子的尺寸进入纳米量级（1～10nm）时，它表现出了一些特殊的物理效应，如：量子尺寸效应、小尺

4、寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应。纳米材料所特有的物理效应使得它展现出了许多特有的性质。纳米材料的一个重要特性是表面效应，随着粒径减少，微粒的表面积急剧变大，当纳米微粒的粒径达到10nm时，比表面积为90m2/g,粒径为5nm时，比表面积为180m2/g，粒径下降到2nm时，比表面积猛增到450m2/g。庞大的比表面积导致表面原子数迅速增加，位于表面的原子占相当大的比例，键态严重失配造成原子配位不足及高的表面能，出现许多活性中心，表面台阶和粗糙度增加，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价，这导致纳米体系的化学性质与化学平衡体系出现很大差别。石油工业是一个涉及多学科、多领域的

5、技术密集型行业，石油工业的飞速发展依赖于相关技术和材料的突破，在油田开发方面，新材料的应用对推进新工艺技术的发展起着决定性作用。油田是一个高温、高压、深层、低渗非均质油藏，在油田开发的过程中存在着许多矛盾，特别是油田开发中的增注、堵水、水质改造、剩余油开采、分层注水等矛盾特别突出。油田一直以来都致力于解决这些矛盾以促进油田的高效开发，开发三十年来广大科研人员努力攻关解决了很多矛盾问题，但是随着油田的开发进程新的矛盾也不断出现，这就要求将新的技术和材料应用到生产中去。纳米技术在油田应用中的应用一、纳米材料（一）纳米技术(nanotechnology），也称毫微技术，是研究结构尺寸

6、在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。能操作细小到0.1～100nm物件的一类新发展的高技术。纳米材料的一个重要特性是表面效应，随着粒径减少，微粒的表面积急剧变大，当纳米微粒的粒径达到10nm时，比表面积为90m2/g,粒径为5nm时，比表面积为180m2/g，粒径下降到2nm时，比表面积猛增到450m2/g。庞大的比表面积导致表面原子数迅速增加，位于表面的原子占相当大的比例，键态严重失配造成原子配位不足及高的表面能，第19页共21页出现许多活性中心，表面台阶和粗糙度增加，表面出现非化学平衡、非整数配位的化学价，这导致纳米体系的化学性质与化学平衡体系出现很大差别

7、。纳米技术生物芯片和生物传感器等都可归于纳米技术范畴。图1纳米材料结构纳米技术（nanotechnology）是用单个原子、分子制造物质的科学技术，研究结构尺寸在0.1至100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科学技术是以许多现代先进科学技术为基础的科学技术，它是现代科学（混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学）和现代技术（计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术）结合的产物，纳米科学技术又将引发一系列新的科学技术，例如：纳米物理学、纳米生物学、纳米化学、纳米电子学、纳米加工技术和