图为纳米驱油剂驱油机理示意图

近年来，“纳米”一词已越来越多地进入到公众的视野中，但纳米技术在生活中的运用仍被披着一层神秘的面纱，给人一种“高大上”的感觉。

谈到纳米技术首先要从“纳米”说起。纳米又称毫微米，1纳米等于10-9米，可以想象纳米是多么微观了吧！

虽然纳米概念是科学家创造出来的术语，但纳米现象其实早就存在于自然界中。在夏天，我们经常可以看到荷叶上挂着许多小水滴，水却不会打湿荷叶，这是荷叶表面有着非常复杂的纳米超微结构，在荷叶表面布满了一个挨着一个的小“山包”，小“山包”之间的凹陷部分可有效地吸附游离空气，从而使荷叶的表面形成一层薄薄的空气层，将水隔绝开来。

21世纪以来，纳米技术已逐渐应用于各个行业中，在方方面面改变着人们的生活，在油气勘探开发领域也成为“新贵”，有望引发产业变革。

我国油气资源需求量持续增加且对外依存度逐年增高，使得国家能源安全形势更加严峻。随着油气勘探不断深入，未来油气资源的潜力主要集中在在低、特低、超低渗油藏。由于目前全球没有成熟的低渗油藏提高采收率技术，因此如何把低渗透油藏常规水驱无法驱替的纳、微米孔隙中的原油有效驱替出来，亟需开发新的颠覆性技术。纳米技术的兴起，为进一步提高低渗油藏采收率带来了曙光。实际上，纳米代表的并不仅仅是一种尺寸，更重要的是体现纳米级材料性能的功能巨大突变与智能特性。对纳米材料进行创新性的分子设计与改性研究，赋予纳米材料特殊功能与智能特性，制成纳米智能驱油剂，从而最终实现提高采收率的目标。基于此，中国工程院院士、油气田开发工程专家袁士义创新提出了纳米智能驱油的战略思想，指出纳米智能驱油剂必须具备三大特性和功能：实现全油藏波及，使纳米智能驱油剂可以达到油藏的任意角落；实现智能找油，遇水就跑，遇油亲合，赋予纳米智能驱油剂自驱动力；实现残存油全驱替，纳米智能驱油剂可以捕集、拱大分散油，形成油墙。

那么，纳米驱油剂是如何发挥作用，使困难油藏“束手就擒”的呢？一般来说，纳米驱油剂注入地层之后主要通过降低油水界面张力、改变岩石润湿性、堵塞大孔道，以及预防沥青质沉积等作用来提高采收率。

降低界面张力则是提高采收率的常见手段。纳米颗粒对水相中水分子的吸引力，大于表面上水分子对内部水分子的吸引力，使得表面不平衡受力减小，最终降低界面张力，并能够有效稳定乳状液。储层岩石一般会被原油牢牢吸附，改变岩石润湿性也是提高采收率的重要手段之一。纳米颗粒在与油相接触时可以形成自组装的楔形膜，起到将油滴从岩石表面分离出来的作用。由于特殊的油藏条件，一些提高采收率的技术可能会使沥青质大量沉积，从而导致润湿性改变、渗透率降低等严重后果。当纳米颗粒接触到沥青质时，会因为偶极相互作用、电荷转移作用和氢键作用等的存在而自发吸附沥青质，从而使沥青质无法发生自缔合和聚集，难以沉积。

由于原材料、成本和产率方面还受局限，目前对智能纳米化学驱油剂的研究尚处于起步阶段，未来有望成为低渗透油田开发的新利器。

（作者系中国科协培训和人才服务中心工程师）