馮玉軍

（四川大學(xué)高分子研究所，高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川成都 610065）

1 油田化學(xué)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀

油田化學(xué)是油氣田應(yīng)用化學(xué)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是研究油氣開(kāi)采過(guò)程即石油、天然氣工業(yè)上游作業(yè)過(guò)程中各種化學(xué)問(wèn)題的應(yīng)用科學(xué)，是化學(xué)、化工與石油工程所形成的交叉學(xué)科，是隨著石油工業(yè)以及化學(xué)、化工學(xué)科的發(fā)展而快速發(fā)展的一門(mén)新興學(xué)科。

自20 世紀(jì)70 年代初提出“油田化學(xué)”的概念［1］以來(lái)，美國(guó)石油工程師協(xié)會(huì)（SPE）自1973 年開(kāi)始，連續(xù)召開(kāi)了24 屆每?jī)赡暌欢鹊挠吞锘瘜W(xué)專(zhuān)題研討會(huì)；自2014 年開(kāi)始，SPE 官方期刊《石油技術(shù)雜志》連續(xù)出版了技術(shù)聚焦及專(zhuān)題關(guān)注的每年國(guó)際會(huì)議中涉及到的防垢、除蠟、防腐、天然氣水合物抑制、除硫化氫［2-8］等油田化學(xué)問(wèn)題。美國(guó)化學(xué)會(huì)（ACS）高分子材料科學(xué)與工程分會(huì)（PMSE）于1986年組織了“提高采收率用水溶性高分子”的專(zhuān)題討論會(huì)［9］，其石油化學(xué)分會(huì)和地球化學(xué)分會(huì)于1988 年195 屆ACS 年會(huì)上專(zhuān)題召開(kāi)了基于提高采收率和增產(chǎn)措施的專(zhuān)題油田化學(xué)會(huì)議［10］，其綠色化學(xué)分會(huì)針對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)采的水力壓裂和深海鉆井的環(huán)境問(wèn)題先后于2015 年和2020 年召開(kāi)了圓桌會(huì)議［11-12］。英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)（RSC）自1983 年以來(lái)連續(xù)組織了16 屆以“石油工業(yè)中的化學(xué)”為主題的專(zhuān)題會(huì)議［13-15］。國(guó)內(nèi)西南石油學(xué)院1978年創(chuàng)辦了“油田化學(xué)”專(zhuān)業(yè)，原成都科技大學(xué)1984年創(chuàng)辦了《油田化學(xué)》雜志，在人才培養(yǎng)和科學(xué)研究上呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢(shì)頭。近年來(lái)，隨著納米材料［16］、微流控芯片［17］和人工智能［18］等新興技術(shù)的引入，油田化學(xué)進(jìn)一步煥發(fā)了新的活力。

經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，油田化學(xué)按作業(yè)環(huán)節(jié)劃分為鉆井化學(xué)、采油化學(xué)和集輸化學(xué)［19］；從研究?jī)?nèi)容上看，主要包括基礎(chǔ)理論、應(yīng)用工藝和化學(xué)材料。油田化學(xué)材料由于多以添加劑的形式使用，因此又常被稱(chēng)之為“油田化學(xué)劑”或“油田化學(xué)品”。

根據(jù)化學(xué)特性劃分，油田化學(xué)材料主要分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類(lèi)，前者包括重晶石、水泥、超細(xì)碳酸鈣等，后者則包括各類(lèi)有機(jī)小分子和高分子物質(zhì)，特別是表面活性劑和水溶性高分子材料。從市場(chǎng)規(guī)模上看，油田化學(xué)劑從上世紀(jì)70年代初的數(shù)十億美元［20］發(fā)展到了如今的330億美元左右［21］。以中國(guó)的三次采油為例，每年消耗約30 萬(wàn)噸聚合物干粉、約10萬(wàn)噸表面活性劑，增產(chǎn)原油約1400萬(wàn)噸。

2 油田化學(xué)材料面臨的挑戰(zhàn)

油田化學(xué)材料屬于專(zhuān)用化學(xué)品［22-24］，種類(lèi)繁多，應(yīng)用于油氣開(kāi)采的鉆井、固井、完井、壓裂、酸化、堵水、調(diào)剖、三次采油、破乳、水質(zhì)凈化等眾多環(huán)節(jié)。有機(jī)類(lèi)油田化學(xué)材料由于被賦予了眾多功能，因此需要在分子結(jié)構(gòu)中引入較多的官能團(tuán)，故普遍在結(jié)構(gòu)上體現(xiàn)出復(fù)雜性；聚合物類(lèi)油田化學(xué)劑由于其高相對(duì)分子質(zhì)量、長(zhǎng)鏈特性，因此分子結(jié)構(gòu)具有柔順性。有機(jī)類(lèi)油田化學(xué)品完全滿(mǎn)足軟物質(zhì)的“復(fù)雜性”和“柔順性”特點(diǎn)［25］，屬于軟物質(zhì)材料［26］的范疇。

油田化學(xué)材料特別是聚合物驅(qū)油劑在使用過(guò)程中面臨的首要問(wèn)題是可注入性問(wèn)題。隨著化學(xué)驅(qū)三次采油轉(zhuǎn)向中低滲油藏，現(xiàn)有的高相對(duì)分子質(zhì)量聚合物驅(qū)油劑——部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）面臨“注不進(jìn)、采不出”的難題。如果聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量太低，則驅(qū)替液的增黏能力太弱，無(wú)法充分改善油水流度比和擴(kuò)大波及體積；如果聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量太高，聚合物線(xiàn)團(tuán)尺寸和孔喉不匹配而導(dǎo)致無(wú)法注入，此外，注入過(guò)程中的剪切和拉伸降解作用會(huì)使聚合物溶液的黏度大幅度降低。例如，加拿大Pembina 油田的Cardium 油藏儲(chǔ)量高達(dá)74 億桶，但孔隙度僅12.9%，滲透率僅25.3×10-3μm2。盡管自1960 年代便開(kāi)始水驅(qū)，但水驅(qū)采收率不到17%；注入0.04 PV 1000 mg/L 的聚合物溶液后，僅有1/2 的油井見(jiàn)效，6 口注入井中的兩口井因聚合物堵塞，注入性降低了80%，采出液中聚合物的降解達(dá)到了50%數(shù)70%［27］。

HPAM 對(duì)機(jī)械降解尤其敏感，因?yàn)槠溟L(zhǎng)鏈線(xiàn)性分子在多孔介質(zhì)傳導(dǎo)時(shí)，會(huì)受到剪切和拉伸雙重作用，導(dǎo)致分子鏈不可逆剪切降解，最終使其相對(duì)分子質(zhì)量降低，相對(duì)分子質(zhì)量分布變寬，驅(qū)替液的有效黏度降低。在地面配注和注入過(guò)程中，HPAM 主要發(fā)生剪切降解［28］；而在通過(guò)近井地帶的炮眼、油層多孔介質(zhì)的孔喉時(shí)，剪切、拉伸降解并存［29］，且相對(duì)分子質(zhì)量越高的HPAM 越易降解［30-31］，因?yàn)榕R界降解相對(duì)分子質(zhì)量（Mc）與聚合物分子鏈所受的剪切應(yīng)力（τ）滿(mǎn)足關(guān)系Mc=Gτd（G 和d 均為正的常數(shù)）的指數(shù)關(guān)系［28］。

鉆井和采油過(guò)程所使用的油田化學(xué)材料都要經(jīng)歷從地表到井筒最終到井底或目的層甚至返排或循環(huán)的過(guò)程，因此，其作用環(huán)境會(huì)經(jīng)歷由低溫到高溫再到低溫的變化及低礦化度到高礦化度的歷程。聚合物上需要引入不同功能的基團(tuán)，例如醚鍵、酯鍵、酰胺鍵等，這些基團(tuán)在賦予油田化學(xué)材料功能的同時(shí)，在高溫環(huán)境下極易水解，從而使聚合物喪失功能。以三次采油用HPAM為例，其在淡水和室溫條件下具有很強(qiáng)的增黏能力，但在高溫、高鹽油藏條件下黏度急劇下降，無(wú)法滿(mǎn)足驅(qū)油要求。

作為陰離子聚電解質(zhì)，HPAM 的性能極易受配制用水及油藏中的無(wú)機(jī)鹽的影響:Na+、K+等一價(jià)陽(yáng)離子會(huì)屏蔽HPAM分子鏈內(nèi)和鏈間的靜電排斥，導(dǎo)致在淡水中膨脹的聚合物線(xiàn)團(tuán)收縮，使其水動(dòng)力學(xué)體積減?。籆a2+、Mg2+會(huì)與HPAM分子鏈上的羧酸根基團(tuán)絡(luò)合，導(dǎo)致HPAM 溶液分相［32-33］。在從地表向井底的泵送過(guò)程中，聚合物溶液經(jīng)歷從低溫到高溫的過(guò)程，黏度自然降低；當(dāng)溫度高于75°C時(shí)，聚合物分子中的酰胺基會(huì)進(jìn)一步水解為羧酸根，此時(shí)如有高價(jià)陽(yáng)離子存在，聚合物溶液極易發(fā)生沉淀分相，導(dǎo)致視黏度喪失。含有羧酸根、硫酸根的離子型表面活性劑在高溫、高礦化度條件下也存在沉淀分相、喪失功能的問(wèn)題。

此外，油田化學(xué)材料還面臨酸化和ASP三元復(fù)合驅(qū)過(guò)程中pH 的變化、CO2驅(qū)過(guò)程中酸性環(huán)境下CO2的氣竄、堵水調(diào)剖材料高溫高鹽環(huán)境下的脫水等問(wèn)題。

綜上所述，油田化學(xué)材料在應(yīng)用過(guò)程中面臨苛刻環(huán)境因素的影響，比如，低滲透率（本質(zhì)上是高剪切和高拉伸）、高溫、高鹽、高pH，也面臨使用過(guò)程中環(huán)境條件的變化，如鉆井液循環(huán)過(guò)程中溫度的變化，酸化過(guò)程中酸化液pH的變化等。

為了增強(qiáng)油田化學(xué)材料對(duì)這些苛刻環(huán)境的抵抗能力，目前主要通過(guò)在油田化學(xué)材料分子結(jié)構(gòu)中引入磺酸基等耐溫、抗鹽基團(tuán)，或者增大聚合物驅(qū)油劑的相對(duì)分子質(zhì)量，從而增大使用過(guò)程中的黏度保留率。這些“被動(dòng)抵抗”的方式在一定程度上能發(fā)揮作用，但無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。

3 苛刻環(huán)境用油田化學(xué)材料的新思路——環(huán)境自適應(yīng)

從某種意義上講，油藏環(huán)境與人體環(huán)境面臨的環(huán)境因素極為類(lèi)似。如圖1 所示，人體環(huán)境中的溫度、鹽度、pH、CO2、微生物等條件在油藏環(huán)境中都存在，人體服用的藥丸從口到胃的過(guò)程中要經(jīng)歷溫度和pH 的變化，組織修復(fù)工程所使用的水凝膠在注入過(guò)程中也要經(jīng)歷溫度的變化。這些因素和變化與油田化學(xué)材料的使用過(guò)程極為類(lèi)似。

根據(jù)這些變化，材料科學(xué)家早就研究出了環(huán)境刺激響應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)材料［34-35］和溫度、pH等刺激響應(yīng)的載藥體系［36-39］。受該思路的啟發(fā)，我們?cè)O(shè)想:能否將刺激響應(yīng)材料應(yīng)用于油氣開(kāi)采過(guò)程呢？具體而言，通過(guò)在油田化學(xué)材料分子結(jié)構(gòu)中引入刺激響應(yīng)基團(tuán)或超分子作用力，將油藏中天然存在的熱、pH、CO2、剪切力等作為刺激因子，當(dāng)油田化學(xué)材料在使用過(guò)程中受到這些因素的刺激時(shí)，其通過(guò)構(gòu)象轉(zhuǎn)變或分子間自組裝，形成有利于性能增強(qiáng)的聚集體，從而實(shí)現(xiàn)性能由“被動(dòng)抵抗”向“主動(dòng)適應(yīng)”的轉(zhuǎn)變［40］，可望實(shí)現(xiàn)油田化學(xué)材料在油氣開(kāi)采過(guò)程中的“靶向”作用，達(dá)到高效開(kāi)采的目的。

環(huán)境自適應(yīng)油田化學(xué)材料的研究基礎(chǔ)是自適應(yīng)化學(xué)和超分子化學(xué)［41-43］。通過(guò)在材料的分子結(jié)構(gòu)中引入對(duì)環(huán)境條件敏感的基團(tuán)實(shí)現(xiàn)環(huán)境條件變化后的自發(fā)轉(zhuǎn)變，例如，對(duì)溫度敏感的低臨界溶解溫度（LCST）或高臨界溶解溫度（UCST）基團(tuán)，對(duì)pH敏感的弱酸性或弱堿性基團(tuán)。此外，還可以通過(guò)氫鍵、π-π堆疊、靜電作用、金屬配位作用、主體-客體相互作用等，實(shí)現(xiàn)油田化學(xué)材料性能的自修復(fù)。

4 環(huán)境自適應(yīng)油田化學(xué)材料

4.1 滲透率自適應(yīng)驅(qū)油用聚合物

中低滲油藏盡管儲(chǔ)量豐富，但聚合物的可注入性是決定其能否開(kāi)展化學(xué)驅(qū)的關(guān)鍵，其實(shí)質(zhì)是聚合物在溶液中的無(wú)規(guī)線(xiàn)團(tuán)尺寸與油藏孔喉的匹配關(guān)系［44］。早期的研究［45］表明，HPAM 的相對(duì)分子質(zhì)量愈大，阻力系數(shù)、殘余阻力系數(shù)愈大，采收率愈高，但機(jī)械降解愈嚴(yán)重；巖心孔隙半徑中值（R50）與聚合物分子在水溶液中的均方旋轉(zhuǎn)半徑（rG）之比大于5時(shí)不會(huì)發(fā)生油層堵塞。根據(jù)此判據(jù)估算，要使聚合物注入滲透率為200×10-3μm2的油藏，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量不能高于1000萬(wàn)，但降低聚合物相對(duì)分子質(zhì)量又會(huì)導(dǎo)致聚合物的增黏能力變差。

圖1 油藏環(huán)境與人體環(huán)境的相似性以及生物醫(yī)學(xué)用環(huán)境刺激響應(yīng)材料研發(fā)思路用于油田化學(xué)材料研究的設(shè)想

為了達(dá)到聚合物注入性和增黏能力的平衡，Zhang等［46］將聚合物相對(duì)分子質(zhì)量降至860萬(wàn)，同時(shí)在側(cè)鏈上引入剛性離子基，增強(qiáng)分子鏈內(nèi)和鏈間的靜電排斥，使聚合物線(xiàn)團(tuán)尺寸增大，此外，還在聚合物分子結(jié)構(gòu)中引入超分子基元而形成分子間超分子聚集體。在聚合物溶液流經(jīng)孔喉受到剪切和拉伸作用時(shí)，分子間超分子作用被破壞，而單個(gè)聚合物鏈不受影響；流經(jīng)下一個(gè)孔喉前，超分子作用可以重新形成，實(shí)現(xiàn)聚合物性能針對(duì)剪切、拉伸的“自適應(yīng)”，從而避免注入以及在多孔介質(zhì)流動(dòng)過(guò)程中的黏度損失（圖2（a））。

通過(guò)對(duì)基于該設(shè)想的模型聚合物的研究發(fā)現(xiàn)，自適應(yīng)聚合物在溶液中存在主鏈纏結(jié)、側(cè)鏈締合的兩重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［47］。在經(jīng)過(guò)10 和167 s-1的反復(fù)可逆剪切后，自適應(yīng)聚合物SAP溶液的黏度能恢復(fù)到初始值（圖2（b））。拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在拉伸力作用下，相對(duì)分子質(zhì)量為870 萬(wàn)的自適應(yīng)聚合物SAP 的分子鏈逐漸解纏和解締合，其與相對(duì)分子質(zhì)量相近的HPAM-1拉伸黏度趨于平穩(wěn)，未發(fā)生機(jī)械降解，而相對(duì)分子質(zhì)量2400 萬(wàn)的HPAM-2 拉伸黏度先急劇增加再急劇降低，說(shuō)明分子鏈發(fā)生了突然的卷曲-伸直轉(zhuǎn)變，發(fā)生了機(jī)械降解（圖2（c））。注入實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，相對(duì)分子質(zhì)量較低的SAP 和HPAM-1 能平穩(wěn)注入，而HPAM-2 則在注入初期即發(fā)生明顯的堵塞（圖2（d））。在溫度45°C、礦化度4500 mg/L 的條件下，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的SAP比同濃度的HPAM-1多提高采收率12%，比相同黏度的HPAM-1 多提高采收率5%［46］。這些室內(nèi)研究結(jié)果都證明了我們?cè)O(shè)想的正確性和將該類(lèi)聚合物用于中低滲油藏化學(xué)驅(qū)的可行性。

4.2 溫度自適應(yīng)聚合物及表面活性劑

高溫是影響聚合物溶液黏度的關(guān)鍵因素。不同于傳統(tǒng)聚合物溶液黏度隨溫度升高而降低，溫度自適應(yīng)聚合物的溶液黏度可以隨溫度升高而自發(fā)升高。通過(guò)在聚合物側(cè)鏈上引入LCST基團(tuán)，在溫度高于LCST時(shí)，側(cè)鏈從親水轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷l(fā)生分子間的熱締合（圖3（a）），宏觀(guān)上表現(xiàn)出熱增黏特性［48-49］。

盡管早在20 世紀(jì)90 年代初，Hourdet 團(tuán)隊(duì)［50］就提出了熱締合和熱增黏聚合物的概念，但所得到聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量較低，需要在較高的聚合物濃度下才能實(shí)現(xiàn)熱增黏，部分聚合物甚至需要使用K2CO3調(diào)節(jié)熱增黏性能，多采用低濃度母體聚合物接枝溫敏側(cè)鏈，難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。為了克服這些缺陷，作者團(tuán)隊(duì)先后使用雙丙酮丙烯酰胺大單體［50-56］或聚醚大單體［57-58］與丙烯酰胺共聚，實(shí)現(xiàn)了低聚合物濃度下的熱增黏（圖3（b））。最近，還實(shí)現(xiàn)了該類(lèi)聚合物在溫度125°C 和礦化度22×104mg/L的極端苛刻條件下的熱增黏［59］。

圖2 （a）自適應(yīng)聚合物分子結(jié)構(gòu)及其在流經(jīng)中低滲油藏孔喉前后聚集-解聚集示意圖；自適應(yīng)聚合物與現(xiàn)用不同相對(duì)分子質(zhì)量HPAM的可逆剪切（b），拉伸流變（c）及注入性（d）對(duì)比［46］

圖3 （a）熱增黏聚合物的作用機(jī)理［48］；（b）不同礦化度下0.15%和0.2%雙丙酮丙烯酰胺大單體與丙烯酰胺的二元共聚物的熱增黏行為［51］

除了應(yīng)用于三次采油外，熱增黏聚合物還可以用在滑溜水壓裂液［60-61］、固井水泥漿［62-64］、蒸汽驅(qū)體系［65］以及恒流變鉆井液［66-67］和堵漏材料中［68］。除了熱增黏聚合物外，Chu 等［69］還報(bào)道了棕櫚基酰胺磺酸甜菜堿表面活性劑能在30數(shù)40°C之間發(fā)生可逆熱膠凝。

4.3 鹽度自適應(yīng)聚合物

遇鹽降黏是現(xiàn)有絕大多數(shù)水溶性聚合物的共性問(wèn)題，但通過(guò)如下幾種方式也可以實(shí)現(xiàn)鹽增黏。一是兩性離子聚合物的“反聚電解質(zhì)”效應(yīng)，這系列聚合物由于聚合物鏈上陰、陽(yáng)離子的靜電吸引，在純水中線(xiàn)團(tuán)收縮；加入無(wú)機(jī)鹽后，靜電吸引被屏蔽，聚合物線(xiàn)團(tuán)膨脹，因此在宏觀(guān)上顯現(xiàn)出一定的鹽增黏特性；但由于這類(lèi)聚合物相對(duì)分子質(zhì)量較低，鹽增黏幅度極為有限。二是利用陰離子聚電解質(zhì)和陽(yáng)離子聚電解質(zhì)形成復(fù)合物增黏。Zhang等［70］利用陽(yáng)離子聚電解質(zhì)和陰離子聚電解質(zhì)形成復(fù)合物，通過(guò)優(yōu)化兩種聚電解質(zhì)的比例，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的復(fù)合物的黏度隨著鹽含量的增加而增大（圖4（a）），即使在飽和NaCl鹽水中也能發(fā)揮攜砂功能，在鹽間頁(yè)巖儲(chǔ)層的壓裂液稠化劑上表現(xiàn)出了應(yīng)用潛力。

疏水締合聚合物溶液也會(huì)表現(xiàn)出一定程度的鹽增黏［71］，隨著無(wú)機(jī)鹽含量的增大，溶劑極性增強(qiáng)，非極性的疏水基團(tuán)間的分子間締合進(jìn)一步增強(qiáng)，因此宏觀(guān)上表現(xiàn)出“鹽增黏”特性（圖4（b））。類(lèi)似地，鹽增黏聚合物在高于臨界締合濃度時(shí)，也會(huì)表現(xiàn)出鹽增黏特性。Li 等［72］基于此原理研制了基于熱增黏聚合物的鹽間頁(yè)巖儲(chǔ)層壓裂液。作者團(tuán)隊(duì)［51］還發(fā)現(xiàn)基于雙丙酮丙烯酰胺的非離子熱增黏聚合物的溶液黏度在85°C下隨鹽含量的上升而線(xiàn)性上升。

圖4 （a）陽(yáng)離子和陰離子聚電解質(zhì)復(fù)合物的鹽增黏行為及機(jī)理［70］；（b）非離子熱增黏聚合物的黏度隨含鹽量的變化［50］

4.4 CO2自適應(yīng)黏彈性表面活性劑

超臨界CO2驅(qū)油或CO2泡沫驅(qū)油過(guò)程中極易發(fā)生氣竄。為了封堵CO2的竄逸，作者團(tuán)隊(duì)先后構(gòu)建了CO2開(kāi)關(guān)“擬雙子表面活性劑”［73］、多胺表面活性劑［74］、超長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏繁砻婊钚詣?5］（圖5（a））黏彈性體系。Li 等［76］利用上述超長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏繁砻婊钚詣┰鲳O2-水交替驅(qū)（WAG），在第二和第三個(gè)周期中，阻力系數(shù)明顯上升（圖5（b）），表明驅(qū)替過(guò)程的流度控制得到了改善。

4.5 pH自適應(yīng)聚合物和黏彈性表面活性劑

油氣開(kāi)采用流體涉及到pH 變化的主要是在酸化和ASP 三元復(fù)合驅(qū)過(guò)程中。Sharma 團(tuán)隊(duì)率先研究了系列pH敏感聚合物用于礫石充填［77］、調(diào)剖［78］、流度控制［79］的可能性。

作者團(tuán)隊(duì)利用芥酸構(gòu)建了在pH 9.0 和12.3 之間可逆開(kāi)關(guān)黏彈性表面活性劑體系［80］，還利用疏水尾鏈為C22 叔胺和馬來(lái)酸胺構(gòu)建了“擬雙子表面活性劑”［81-82］（圖6（a）），發(fā)現(xiàn)該表面活性劑能在pH6.2和7.3之間實(shí)現(xiàn)零剪切黏度10萬(wàn)倍幅度的可逆調(diào)控（圖6（b））。這些pH敏感的黏彈性體系有望用于酸液增稠劑和ASP三元復(fù)合驅(qū)后調(diào)剖劑的應(yīng)用。

圖5 （a）超長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏匪芤涸贑O2的刺激下黏度可增大20萬(wàn)倍［75］；（b）超長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏繁砻婊钚詣┰鲳O2-水交替驅(qū)，阻力系數(shù)明顯上升［76］

圖6 （a）C22長(zhǎng)鏈?zhǔn)灏泛婉R來(lái)酸形成pH刺激響應(yīng)“擬雙子表面活性劑”示意圖及不同pH下的溶液外觀(guān)［80］；（b）“擬雙子表面活性劑”溶液零剪切黏度在pH6.2和7.3之間可實(shí)現(xiàn)10萬(wàn)倍的可逆升高和降低［80］

5 結(jié)論與展望

經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，油田化學(xué)已成為油氣開(kāi)采的“硬核”科技，其不僅隨著石油工程應(yīng)用要求的發(fā)展而發(fā)展，也不斷將化學(xué)、化工領(lǐng)域的新成果“嫁接”到石油工程的應(yīng)用中。油田化學(xué)材料是油氣開(kāi)采不可或缺的關(guān)鍵材料，隨著油氣開(kāi)采向低滲、致密、深海、高溫、高鹽等惡劣環(huán)境下的轉(zhuǎn)移，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用對(duì)油田化學(xué)材料也提出了更高的要求。

自適應(yīng)化學(xué)的出現(xiàn)為油田化學(xué)材料的研究提供了新思路，使油田化學(xué)材料的性能在使用環(huán)境下自發(fā)原位調(diào)控，以滿(mǎn)足不同應(yīng)用環(huán)節(jié)的具體要求。但這些材料規(guī)?；膽?yīng)用還依賴(lài)于成本的下降以及在模擬作業(yè)環(huán)境下的性能的進(jìn)一步研究。除此之外，綠色化學(xué)、超分子化學(xué)以及化學(xué)、化工領(lǐng)域出現(xiàn)的新設(shè)備也值得油田化學(xué)研究借鑒和應(yīng)用。