[发明专利]一种石油示踪剂及其应用、油田示踪的方法

说明书

本发明公开了一种石油示踪剂，所述石油示踪剂为磷光碳量子点，所述磷光碳量子点包括碳量子点本体、负载剂，所述磷光碳量子点具有磷光特性。本发明的石油示踪剂具有磷光性质，其磷光寿命长达毫秒级别，检测限可达0.3ppm；使用具有磷光性能的石油示踪剂，能够有效避免石油自荧光的干扰，从而提高检测灵敏度，且对环境友好；将具有不同磷光寿命的磷光碳量子点同时应用在石油示踪领域，可以方便地对磷光碳量子点进行发光峰位的区分，从而极大提高了检测的效率和准确度；本发明油田示踪的方法可以准确检测油井联通情况，为油井勘测提供检测依据。

技术领域

本发明属于检测分析领域，尤其涉及一种石油示踪剂及其应用、油田示踪的方法。

背景技术

示踪剂对于油田和水井的开采、设计、交联情况及后期的调整具有重大的意义，现有技术中常见的示踪剂主要包括染料类示踪剂、化学类示踪剂、放射性同位素、微量物质等，但其分别存在很多缺点，限制了其应用。例如，染料类示踪剂的吸附性强、用量大；化学类示踪剂，例如硝酸铵、硫氰酸铵等，成本高、易被岩石吸附、检测误差大、测试分辨率低，且适应性和选择性差，有环境和安全问题；放射性同位素的放射性强、分析测试手段繁杂、费用昂贵，不利于大规模推广应用；采用微量物质如钆元素，其对检测要求很高，需要采用高端的分析设备如电感耦合等离子质谱，成本过高。

综上，目前亟需寻找一种制备方法简单、寿命长、抗干扰能力强，且环境友好的石油示踪剂及油田示踪的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种石油示踪剂及其应用、油田示踪的方法，该石油示踪剂的寿命长、抗干扰能力强，且环境友好，油田示踪的方法简便、易于操作。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的第一个目的在于提供一种石油示踪剂，所述石油示踪剂为磷光碳量子点，所述磷光碳量子点包括碳量子点本体、负载剂，所述磷光碳量子点具有磷光特性。

具体的，所述负载剂为多孔材料，所述碳量子点本体通过物理吸附分散在所述多孔材料中。

优选地，所述多孔材料包括聚合物、无机物中的至少一种；

优选地，所述聚合物为选自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、聚硅氧烷、聚亚苯基、聚噻吩、聚苯撑乙烯、聚硅烷、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚苯基乙炔基、聚甲基丙烯酸甲酯、聚十二基异丁烯酸盐、聚碳酸酯和环氧树脂中的至少一种；

优选地，所述无机物为选自硅氧化物、含硼无机物、含铝氧化物、含锆氧化物、含钛氧化物、含铪氧化物或者含钇氧化物的至少一种。

优选地，所述负载剂为通过共价键与所述碳量子点本体相连接的嵌入元素，所述嵌入元素包括N、P、F中的至少一种；

优选地，所述嵌入元素为选自磷酸、硝酸、氢氟酸、氟化铵、柠檬酸铵、三乙胺三氟化氢中的至少一种。

具体的，所述石油示踪剂包括红光磷光碳量子点、绿光磷光碳量子点和蓝光磷光碳量子点中的至少一种；

优选地，石油示踪剂为红光磷光碳量子点、绿光磷光碳量子点和蓝光磷光碳量子点三者的混合。

具体的，所述石油示踪剂在10-100℃条件下在水中的溶解度小于1×10^-5g/L、在石油中的溶解度大于1×10²g/L。

本发明中磷光碳量子点在石油中的溶解度的表征方式类似于分散程度的方式，即在常温常压下向一定体积的石油中逐渐加入磷光碳量子点同时不断搅拌，观察石油中磷光碳量子点恰好不能分散并有沉淀出现时，停止加入磷光碳量子点此时的加入质量除以石油的体积，可以得到该条件下磷光碳量子点在石油中的溶解度。

具体的，所述石油示踪剂的所述磷光碳量子点可以在大于等于350纳米且小于等于450纳米处被激发。