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为解决成熟油藏提高采收率与环境影响的矛盾，研究人员开展含氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）、鼠李糖脂（RH）、槐糖脂（SO）及黄原胶（XG）的纳米流体配方研究。核心驱替测试表明优化配方采收率达 95.14%，为高温油藏提供环保方案。
在能源需求持续攀升的当下，石油工业面临着严峻挑战：一方面，成熟油藏中 60%-70% 的原始石油（OOIP）难以通过传统方法开采，而全球能源需求预计到 2050 年将增长 50%；另一方面，传统化学驱油方法因使用难降解的合成表面活性剂，带来毒性和环境污染问题，难以满足日益严格的环保法规。如何在提高采收率的同时实现绿色开采，成为行业亟待突破的瓶颈。
为攻克这一难题，研究人员开展了一项创新研究。他们开发了一种将氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）、可生物降解的二元生物表面活性剂（鼠李糖脂 RH 和槐糖脂 SO）与黄原胶（XG）相结合的新型纳米流体配方，相关成果发表在《Fuel》。该研究旨在通过多组分协同作用，优化界面性能、改善流变性，为高温油藏提供高效且环保的驱油解决方案。
研究采用了多种关键技术方法：通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证纳米颗粒的功能化；利用表面张力（ST）分析、接触角（CA）测量研究界面性质变化；借助流变分析检测 70℃下流体的粘度和剪切变稀行为；运用动态光散射（DLS）、紫外 - 可见光谱（UV–vis）、浊度测量和视觉观察评估胶体稳定性；通过扫描电子显微镜（SEM）和能量色散光谱（EDS）表征纳米颗粒的形貌与成分。
核心驱替测试与采收率提升
在 70℃条件下进行的岩心驱替测试显示，优化后的配方（2000 ppm ZnO + 4000 ppm 生物表面活性剂混合物）实现了 95.14% 的石油采收率，显著优于基础流体（80.94%）和盐水驱（58.34%）。这一结果表明，该配方通过多机制协同作用，有效动员了残余油。
界面性能与润湿性改变
表面张力分析表明，ZnO NPs 的加入使表面张力额外降低了 11.19%，接触角从 43.2° 降至 27.3°，证实了润湿性从油湿向水湿的转变。这种变化归因于生物表面活性剂在 ZnO NPs 表面的吸附，形成了具有界面活性的复合结构，有效降低了油 - 水界面张力（IFT）。
流变特性与胶体稳定性
流变分析显示，在 70℃下，配方的粘度从 0.8 mPa?s 提高至 1.2 mPa?s，同时保留了剪切变稀行为，有利于在油藏多孔介质中均匀驱替。胶体稳定性测试表明，经过 7 天观察，颗粒尺寸分布集中在 150–200 nm，浊度维持在约 200 FNU，光谱稳定，zeta 电位值在 - 27.3 mV 至 - 22.0 mV 之间，显示出通过静电排斥和生物表面活性剂作用维持的良好分散性和热力学稳定性。
纳米颗粒表征与作用机制
SEM 图像显示 ZnO 颗粒呈团聚球形，大小各异，EDS 证实了高纯度 Zn 和 O 的存在，表明成功合成了适用于驱油的纳米颗粒。生物表面活性剂的两亲性使其吸附在 ZnO 表面，提供了电空间稳定作用，而黄原胶通过聚合物桥接增强了基质结构。该配方通过三种互补机制提高采收率：降低界面张力、改变润湿性以及通过纳米颗粒 - 聚合物交联改善流度控制。
结论与意义
这项研究首次系统地阐明了二元生物表面活性剂、ZnO NPs 与黄原胶三元体系在高温油藏条件下的协同作用机制。实验证实，该可生物降解、低毒性配方在提高采收率方面具有显著潜力，为替代传统合成表面活性剂体系提供了环保型解决方案。研究结果不仅为高温油藏的可持续开采策略提供了科学依据，也响应了全球对绿色能源技术的迫切需求，有助于平衡能源安全与环境保护，推动石油工业向低碳化转型。未来研究需进一步探索该体系在孔隙尺度和现场应用中的行为，以加速其工业化进程。
