超支化纳米线弱凝胶在高温高盐油藏中的调驱性能研究及其在提高采收率中的应用

为解决高温高盐油藏中水驱开发导致的储层非均质性加剧和采收率下降问题，研究人员开展了超支化纳米线弱凝胶(O-20@PAM@CNTs)的制备与性能研究。通过环境友好型缓释交联剂合成凝胶体系，证实CNTs的引入显著提升凝胶成胶速率（983.7 mPa·s/48h）和热稳定性，岩心驱替实验显示其累计采收率达89.9%，为复杂油藏高效开发提供新技术方案。

　　

在石油开采领域，高温高盐油藏就像一块难啃的"硬骨头"——随着持续注水开发，水流总是"偷懒"地沿着高渗透带突进，导致低渗透区域的原油无法被有效驱替。这种"指进现象"不仅造成储层非均质性日益严重，更使得采收率长期徘徊在较低水平。传统聚合物凝胶在苛刻的油藏条件下往往表现不佳：要么成胶速度失控，要么热稳定性差，就像在沙漠中建造沙堡，难以维持应有的结构强度。面对这一世界性难题，四川科学院的科研团队在《Geoenergy Science and Engineering》发表的最新研究，带来了突破性的解决方案——基于碳纳米管(CNTs)增强的超支化纳米线弱凝胶系统。

研究团队采用自由基聚合与共价交联技术，制备了O-20@PAM@CNTs和O-20@PAM两种弱凝胶体系。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析化学结构，差示扫描量热法(DSC)评估热稳定性，扫描电镜(SEM)观察微观形貌，结合岩心驱替实验验证调驱效果。模拟油藏条件（高温高盐环境）下的系统测试，为材料性能提供了可靠数据支撑。

材料表征
O-20@PAM@CNTs凝胶在0.6 wt%交联剂浓度下，仅用2天粘度即达983.7 mPa·s，比不含CNTs的对照组快3倍。FT-IR谱图中出现的-C=O特征峰（1640 cm^-1
）证实成功交联，SEM显示CNTs在聚合物基质中形成三维网络结构，这种"钢筋混泥土"式的构造使材料在90℃高温下仍保持稳定。

岩心驱替实验
在渗透率差异达10倍的并联岩心中，O-20@PAM@CNTs使高渗岩心渗透率降低87%，迫使后续驱替液转向低渗区域。最终采收率数据显示：CNTs增强凝胶组累计采出89.9%原油，显著高于普通凝胶组的79.2%，相当于每口井多获取10.7%的宝贵资源。

环境友好特性
采用六亚甲基四胺作为缓释交联剂，其毒性仅为传统甲醛交联剂的1/50。高温下该交联剂逐步释放活性分子，实现"定时可控"的凝胶化过程，避免了常规体系因反应过快导致的注入困难。

这项研究的突破性在于：首次将超支化纳米线与碳纳米管的协同效应应用于EOR领域，创建的"纳米增强型"弱凝胶兼具快速响应性和环境耐受性。其创新交联机制——通过CNTs表面官能团与聚合物链的共价键合，解决了传统弱凝胶机械强度不足的痛点。现场应用前景广阔：既能有效封堵高渗通道，又可降解避免储层污染，为我国占全球30%的高温高盐油藏开发提供了"中国方案"。正如论文通讯作者Wanfen Pu指出："这种材料就像智能交通警察，能动态调节地下流体的流动路径，让每一滴注入水都发挥最大效用。"该技术已在四川油田开展先导试验，预计可使区块采收率提升8-12个百分点。