一、项目简介
在石油开采的过程中，油田示踪剂的使用是必不可少的，其原理是从注入井
注入示踪剂，然后按一定的取样规律在周围产出井取样，对样品进行分析，从而
反映注水开发过程中油井的连通情况，掌握注入水的推进方向，驱替速度，波及
面积以及储层非均质性和剩余油饱和度分布等，从而指导油井开采的设计和油田
开发后期的调整。目前，主流的示踪剂受限于其自身的物理化学性质，使其在实
际使用操作中具有一定的缺陷，如放射性同位素类示踪剂对环境、人身安全具有
较大威胁；苯甲酸类示踪剂检测周期为 1-2 天，效率较低；荧光染料类示踪剂具
有高温降解、易被吸附分解的特点，导致其用量增加、检测结果不可靠等问题。
本项目提供一种通过化学工艺从煤炭中提取高附加值的碳量子点材料（碳点）
并用于油田示踪剂的制备技术，包括前期煤炭的选材、碳点的合成以及油田示踪
剂的制备与性能调控。以煤炭作为原料，成本低廉，该工艺的物料可以在适当处
理后进行循环、深度利用，制备过程不产生有毒有害物质。此外，碳点具有稳定
的荧光特性，较于其它类型示踪剂，可以实现实时检测，快速获得油气层连通性、
油气储量等重要油井信息。得益于碳点稳定的物化特性，可将其使用温度扩展到
400℃的油井，高于同类油田示踪剂产品，具有经济、环保、安全、高效等特点。

二、产品性能优势
安全系数高。测试发现碳点本身没有明显的细胞毒性，与传统的苯甲酸、荧
光染料类示踪剂相比，对土壤、地下水无污染，对环境、人员更加友好。
稳定性高。测试发现第二代碳点在 400℃下仍保持稳定的发光效率，较
FluorensicTM 产品的使用温度提高了 100℃。与苯甲酸类和荧光染料相比，温度
优势更加明显。因此本产品拓展了油田示踪剂的温度窗口，尤其适用于深井、超
深井等高温条件下的信息采集工作。
检测周期短。苯甲酸类示踪剂检测需结合色谱、质谱等检测结果进行分析，
一般周期为 1-2 天。碳点与荧光染料类产品相似，利用其发光特性可通过便携式
荧光光谱仪对取出液进行现场、实时检测，1-2 小时即可获取有效信息，大大缩
短检测时间，提高油井测试效率。在实际应用中可节约测井时间，降低操作成本。
产品价格低。首先本项目通过机器学习手段辅助选取优质煤源，节省了选材
工艺中的人力、时间成本；其次，制备技术与第一代技术相比，更加绿色、环保，
降低后处理成本并提高了产量。以 1 吨无烟煤为例，碳点产率为 15-20%左右。

三、市场前景及应用
据不完全统计，2020 年我国石油年产量为 16327.21 万吨，其中 80%以上采
用水驱采油方式开采。单井单次注水大约需要投放 100-200 千克示踪剂。国际权
威数据提供商 IHS Markit 在 2019 年的数据预测表明，到 2050 年石油、天然气在
全球能源供给方面的占比分别为 22%和 24%，仍然是最主要的两大能源支柱。因
此，油田示踪剂在未来 30 年依然具有广阔的应用市场。