量子点在石油和天然气行业应用的进展：当前趋势与未来方向

量子点（QDs）在各个化学和工业领域引起了广泛关注，它们在石油和天然气行业的应用逐渐成为一个重点。人们特别关注碳量子点（CQDs）、石墨烯量子点（GQDs）和硅量子点（SiQDs）。这种兴趣的增加可以归因于它们固有的优势，包括简单的合成路线、环保以及卓越的物理和化学性质。这些属性，如高结晶性、优良的分散性、低毒性和光致发光特性，使QDs成为提升石油和天然气行业各种过程的前景技术。本文综述分为四个主要部分，以全面探讨QD应用的最新进展。第一部分涵盖QDs的基本方面，包括它们的定义、性质和合成技术。第二部分强调其多样化的应用，例如钻探、地层损害修复和提高石油采收率（IOR）和增强石油回收（EOR）技术。第三部分讨论了挑战，包括毒性、环境影响和稳定性。最后，第四部分概述了未来方向、新兴趋势和QDs与现有技术的整合。研究结果表明，QDs已经展示了在钻井作业中使用浓度低于0.3 wt %的情况下减少水合物形成的能力。它们抑制CaSO4和BaSO4结垢的潜力也被文献记录，包括将沥青质沉积的影响。作为示踪剂，QDs帮助建立了注入井和生产井之间的清晰一致的联系。在EOR应用中，QDs已被证明能够降低界面张力（IFT）高达70%，同时将润湿性改变为更有利的水润湿状态，接触角从134°下降至最低61°。这些改进有助于提高油气回收率，研究显示在碳酸盐储层中提高了多达24%的产油率，在砂岩储层中提高了多达18%。此外，QDs提高了油的流动性，降低了粘度，并增强了Pickering乳液和泡沫在恶劣储层条件下的稳定性。通过对当前知识的合成和对未来研究的路线图呈现，本文旨在为QDs作为能源领域变革性元素的发展做出贡献，提高石油和天然气田作业的效率和可持续性。