[发明专利]荧光增强型纳米探针及其制备方法以及岩石微纳米孔隙的光学显微镜成像方法

说明书

本发明公开了一种荧光增强型纳米探针及其制备方法以及岩石微纳米孔隙的光学显微镜成像方法，该纳米探针包括：纳米粒子、二氧化硅改性层以及荧光染料，二氧化硅改性层附着于纳米粒子表面；荧光染料键合于二氧化硅改性层的表面。该岩石微纳米孔隙的光学显微镜成像方法，其包括：将上述荧光增强型纳米探针注入岩石的裂缝和孔隙中；对充填有所述荧光增强型纳米探针的岩石的孔隙进行光学显微镜成像。将该荧光增强型纳米探针注入岩石，荧光分子不易逸散，与岩石基质及胶结物颜色有明显差异，在光学显微镜下对于孔隙和喉道的识别非常有利，且该荧光增强型纳米探针能长期使用而不考虑荧光性随时间减弱的影响，可长期、准确、方便地反映出岩石的孔隙结构。

技术领域

本发明涉及地质资源和地质工程领域，具体而言，涉及一种荧光增强型纳米探针及其制备方法以及岩石微纳米孔隙的光学显微镜成像方法。

背景技术

岩石孔隙结构表征是对地质资源进行精细化描述的基础，对正确认识岩石储层特征起指导性作用，同时，正确认识地质资源以及对其高效合理开发起决定作用。现有的运用复合纳米粒子表征岩石孔隙结构的材料主要是用包覆法合成，其实施过程是将纳米粒子和染料分子分散在正硅酸乙酯 (TEOS)溶液中，然后加入无水乙醇使TEOS分解成一种类似网状结构的物质，在磁场条件下，将纳米探针注入到岩石孔隙之中，再在显微镜下通过观察探针的位置及其相互关系得到孔隙结构参数，利用探针占整个视域的百分比测算其孔隙度。

随着我国能源结构的不断调整，非常规油气(如页岩油气和致密油气) 勘探开发逐步深入，其对应的岩石孔隙结构更为复杂，其岩石微纳米孔隙表征成为非常规油气研究的关键问题。然而，作为常规注入的用包覆方法合成的纳米探针存在发光强度低、稳定性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种荧光增强型纳米探针及其制备方法以及岩石微纳米孔隙的光学显微镜成像方法，以改善现有纳米探针存在的注入岩石后的发光强度低、稳定性差的问题。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供了一种荧光增强型纳米探针，其包括：纳米粒子、二氧化硅改性层以及荧光染料，二氧化硅改性层附着于纳米粒子表面；荧光染料键合于二氧化硅改性层的表面。

本发明还提供了上述荧光增强型纳米探针的制备方法，其包括：将表面具有二氧化硅改性层的纳米粒子与荧光染料进行反应，以使得所述荧光染料键合于二氧化硅改性层。

本发明还提供了一种荧光增强型复合纳米粒子流体，其包括分散剂和上述荧光增强型纳米探针，可选地，分散剂为有机溶剂，有机溶剂包括乙醇、异丙醇、丙酮和乙二醇中至少一种，可选地，荧光增强型纳米探针在分散剂中的浓度为1×10^-2～1×10^-5mol/L。

本发明还提供了一种岩石微纳米孔隙的光学显微镜成像方法，其包括：将上述荧光增强型纳米探针注入岩石的裂缝和孔隙中；对充填有所述荧光增强型纳米探针的岩石的孔隙进行光学显微镜成像。

通过在纳米粒子的表面附着二氧化硅改性层，以使得其能够与荧光染料进行化学键合，进而荧光染料与纳米粒子以化学键合的方式结合在一起形成的荧光增强型纳米探针，其荧光性强，发光稳定。将该荧光增强型纳米探针注入岩石，荧光分子不易逸散，与岩石基质及胶结物颜色有明显差异，在光学显微镜下对于孔隙和喉道的识别非常有利，且该荧光增强型纳米探针能长期使用而不考虑荧光性随时间减弱的影响，可长期、准确、方便地反映出岩石的孔隙结构。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的实施方式的岩石微纳米孔隙的光学显微镜成像方法的流程图；