中国石化石勘院纳米气泡水技术驱动老油藏开发

2026年8月19日，在中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院纳米气泡表征实验室里，一束激光精准穿过蓝宝石高压腔体，高精度显微镜瞬间捕捉到密密麻麻的散射光点，如同漫天繁星。石勘院科学技术实验研究中心科研人员王荣荣兴奋地说：“这些光点就是纳米气泡，要观测到它并不容易，只有通过高精度显微镜才能看到。就是这种不起眼的气泡，应用在油藏水驱技术中，可有效提升采收率。”

当前，我国老油田已普遍进入特高含水开发阶段，低渗致密油藏注水效果差，传统水驱技术日渐乏力。如果能像清洗眼镜时超声波设备用细微气泡清洗一样，在水里制造出纳米气泡，并在地层中发挥其特殊的理化性能，是否能更有效地驱油？

有了思路，石勘院基于基础研究项目成果，组建由科学技术实验研究中心等多部门和各油田组成的研究团队，将目光投向全新领域——纳米气泡水驱油技术，构建起从机理研究、方案编制、装置研制到油田应用的全链条科产融创攻关体系。

“水的问题，终究要用水的办法解决。我们要针对‘水问题’，做好‘水文章’，激发‘水潜力’，构建新型低成本水驱体系。”集团公司高级专家伦增珉说。

从理论认识到生产应用的路并不好走，没有任何经验可循。纳米气泡浓度越高，驱油效果越好。因此，能否制出高浓度纳米气泡水成为科研人员面对的首个难题。

研究团队组合多种发泡原理，优化纳米气泡生成环境，形成能够有效提升纳米气泡制备浓度的方法。2025年，团队成功实现国内最高浓度纳米气泡制备，可在每毫升水体中生成100亿个纳米气泡。

伦增珉拿起装满纳米气泡水的实验瓶，肉眼看来其与自来水并无区别。他介绍，纳米气泡的大小是头发丝直径的千分之一，它的准确检测、表征及地下高压储层环境下的原位动态监测是长期未攻克的空白领域。这成为团队面对的第二个难题。

为了制造出耐高压的实验腔体，团队在实验室昼夜攻坚，方案改了十几版，蓝宝石腔体在加压测试中一次次被压裂。经过反复调整、测试，2026年，纳米气泡高压检测系统迎来突破。在200个大气压力下，散射光点清晰可辨——纳米气泡的布朗运动图首次呈现在团队面前。

在实现高浓度纳米气泡水制备与检测的基础上，团队又进行了大量微观可视化、二维和三维纳米气泡水驱油物理模拟实验，明确纳米气泡水的理化性能、具有良好的油藏适应性，证实了其良好的驱油效果。同时，团队通过建模数模技术将纳米气泡在地下的活动规律以数字化、可视化的方式呈现出来，并编制开发方案。

“为了适应油田注采工艺，团队还研制出工业级橇装气泡制备装置，满足油田大规模注入的需求，攻克了发泡难、长期保存难等技术难题，填补了市场空白。”石勘院地面工程与新能源研究所主任师谭文捷指着团队自主研发的纳米气泡水制备装置图片说。

2025年9月，纳米气泡水在江苏油田堡1块开展试注应用。截至目前，试验单元日产油由实施前的13吨升至22.1吨，综合含水率由92%降至89.3%，水驱开发效果得到明显改善。中原油田卫58块纳米气泡水驱先导试验于今年4月实施，目前也已见成效。

纳米气泡水驱先导试验的成功落地，将为老油田特高含水期、低渗致密油藏高效开发提供全新技术方案，为国内油田进一步提升水驱油藏采收率、盘活低效储量、保障稳产增产开辟新路径。