在我國油氣開發進程里，深層油氣與高黏稠油等復雜油藏儲量可觀，但開發艱難。其高溫、高壓、高鹽環境，以及稠油注蒸汽開發時的汽竄、裂縫、孔隙發育等特性，致使油井高含水，拉升了精準開采與高效開發的技術門檻，致使其采出程度不足15%。國外雖在中淺層高品位油藏開發上技術成熟，但面對此類復雜油藏也無計可施。我國急需自主創新的控水增油技術打破這一僵局。

　　中國石油大學(華東)、中國地質大學(北京)等多所高校和科研機構攜手完成的復雜油藏可控膨脹石墨控水增油體系創新及應用，成功將可控膨脹石墨應用于復雜油藏控水增油領域，為復雜油藏開發帶來曙光。該項目也于日前獲得了2024年度中國石油和化學工業聯合會技術發明一等獎。

　　開辟可控膨脹石墨制備新路徑

　　傳統膨脹石墨在濕相環境下存在不膨脹、臨界膨脹溫度高、控水適用性差等難題。科研團隊通過解析插層劑在納米石墨片層限域內的擴散動力學、熱分解反應活化能與石墨片層分子間作用力的關系，開創多作用協同化學插層制備濕相可控膨脹石墨的新方法。

　　憑借該方法研發出的耐高溫抗高鹽濕相自體膨脹石墨，性能實現飛躍。臨界膨脹溫度從220℃~350℃降至110℃，濕相環境中能實現2~50倍的可控膨脹，耐溫抗鹽性能提升至300℃、30萬毫克/升，遠超國際同類產品。這一成果打破傳統石墨僅能在超高溫干燥環境膨脹的技術壁壘，拓寬控水材料在復雜油藏的應用范圍，率先在裂縫發育/高孔高滲復雜油藏高含水井長效治理中廣泛應用，成為復雜油藏控水的關鍵材料。

　　實際應用中，該石墨材料在不同復雜油藏展現出良好適應性。在高孔高滲油藏，該石墨材料能填充孔隙通道，利用膨脹特性精準控水；在裂縫發育油藏，可沿裂縫延展膨脹，形成封堵屏障，阻止水竄，助力提高油井采收率。

　　發現納米石墨深部控水新策略

　　在低孔低滲復雜油藏，傳統無機剛性控水材料深部運移困難，難以有效控水?；诖?，科研團隊提出柔性石墨納微尺度顆?；膭撔吕砟?。

　　這其中，利用綠色電化學氧化法制備多活性接枝位點的納米石墨基元是關鍵?？蒲腥藛T精確控制電化學氧化過程參數，成功制備出特定活性接枝位點的納米石墨，建立了全流程、可定制的溫鹽誘導聚結膨脹納米石墨分子結構設計與模擬方法。

　　在此基礎上，科研人員發明溫鹽誘導自聚結膨脹納米石墨，該產品尺寸為100~200納米，聚結時間6~20天可控，在儲層溫鹽條件誘導下，聚結尺寸可增至50~400倍，攻克傳統無機剛性材料易在近井地帶滯留的難題，大幅提升復雜油藏的控水能力，開創低滲復雜油藏控水增油新模式，為深部控水提供可行方案。

　　油田現場試驗中，溫鹽誘導自聚結膨脹納米石墨在低滲油藏深部運移性能良好。通過點滴伴注注入油藏后，納米石墨顆粒隨水流向深部運移，并在溫鹽條件作用下逐漸聚結膨脹，封堵高滲通道和裂縫，調整油藏滲流場，提高注入水波及體積，增加原油產量。

　　構建協同增效體系新架構

　　針對復雜油藏現有材料控水效果不佳的狀況，科研團隊打造了耐溫抗鹽納米石墨雜化凍膠和強化泡沫兩大協同增效體系。

　　在納米石墨雜化凍膠研發中，科研團隊引入納米石墨與聚合物形成雜化結構，顯著提升了凍膠的耐溫抗鹽性能和穩定性。在納米石墨強化泡沫方面，科研團隊創新性提出“氣液界面鎧甲化”理念，以納米石墨獨特的二維片層結構和高表面活性為基礎，使其在泡沫體系中吸附在氣液界面，形成“鎧甲”結構。

　　這些協同增效體系顯著增強復雜油藏的控水增油效果，油井含水下降20%~25%，增油量提高35%以上，礦場平均產出投入比達2.8，為復雜油藏的高效開發提供有力技術支撐。在多個油田實際應用中，協同增效體系與其他控水增油技術結合，形成綜合油藏開發方案，解決油藏高含水、低采收率等問題，帶來顯著經濟效益和社會效益。

　　復雜油藏可控膨脹石墨控水增油技術已在國內多個油田取得顯著成效，為我國油氣開發提供關鍵技術保障，也為全球復雜油藏開發貢獻經驗與智慧。未來，該技術有望在更多領域發揮重要作用，推動油氣行業發展，保障國家能源安全。