目前，中国油气行业正处于向绿色低碳发展转型的关键时期。2021年，17家石油和化工企业、园区及石油化工联合会共同签署并发布了“中国石油和化学工业碳达峰与碳中和宣言”，将绿色低碳发展纳入油气企业的战略规划，并将环保理念与石油行业实践紧密结合，以保障国家能源安全。为实现油气行业绿色、低碳、高质量发展，环保型可再生新材料和绿色技术创新将发挥关键作用。
纤维素是地球上含量最丰富的天然高分子材料。每年，地球上的植物通过光合作用产生数万亿吨纤维素，使其成为一种取之不尽的材料。天然植物粗纤维可通过机械剪切、化学氧化、酶解和强酸水解等方法分离并解离成直径小于100纳米的超细纤维，即纤维素纳米材料。近年来，纤维素纳米材料因具有高长径比和高比表面积、易于调控的微观形貌和表面化学性质，以及优异的力学性能、气体阻隔性能、热性能和流变性能，在石油和天然气行业引起了广泛关注。
近日，中国石油大学（华东）孙金声院士在《Progress in Materials Science》（影响因子：37.4）发表了一篇题为“石油和天然气行业中的纤维素纳米材料：现状与未来展望”的综述文章。文章详细介绍了纤维素纳米材料的分类、制备方法和性质，系统总结了纤维素纳米材料在石油和天然气行业中的最新研究进展（上游勘探与开发、中游集输以及下游加工与炼制），并展望了现有挑战及工业应用前景。
要点 引言
- 纤维素纳米材料可分为纤维素纳米晶体、纤维素纳米纤维、含木质素的纤维素纳米晶体和含木质素的纤维素纳米纤维。原材料和制备方法会显著影响纤维素纳米材料的微观结构、表面官能团、结晶度、弹性模量、热降解性能和流变性能。因此，有必要优化纤维素纳米材料的原材料并调控其制备工艺，以满足石油和天然气行业不同应用领域的需求。
- 在勘探与开发领域，纤维素纳米材料可用作流型调节剂、降滤失剂、页岩抑制剂、水化促进剂和润湿反转剂，应用于钻井液、固井液、完井液、压裂液和驱油液等井筒作业流体，推动油气资源绿色、安全、高效的勘探与开发。
- 在集输与储运领域，纤维素纳米材料可增强油气输送管道和储罐的机械强度及油气阻隔性能，保障油气资源安全、高效地输送与储存。
- 在加工与炼制领域，纤维素纳米材料可用作疏水化和功能化改性的模板，使材料具备油水分离、油气脱硫和油气裂解等优异功能，从而提升油气资源的纯度和商业价值。
未来 展望
- 优化制备工艺，降低纤维素纳米材料的制备成本，并提高制备过程的环境友好性。
- 提高纤维素纳米材料的耐温性和耐盐性，以满足超深井和深井应用的要求。
- 开发纤维素纳米材料可控回收与循环利用技术，并评估其对环境的潜在影响。
④. 建议高校与石油相关企业密切合作，尽快转化和推广成果应用。
