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纳米流体是将纳米颗粒分散到液体介质中得到的粒度小而均匀的稳定分散体系,其应用范围较广,室内驱油实验证明,选择合适的纳米颗粒种类、合适的助分散剂种类及浓度都可达到提高采收率的目的。本文首先研究了表面活性剂的种类、浓度及纳米颗粒的性质对水基纳米流体的稳定性影响。助分散剂包括CTAB、AOT及TX-100,纳米颗粒为亲疏水性各异的三种SiO2颗粒。研究表明三种助分散剂可吸附于颗粒表面,从而改变颗粒表面的润湿性及电荷数,并通过静电斥力、空间位阻等作用使颗粒在溶液中分散。颗粒粒径、zeta电位、溶液浊度的测量结果表明,当各助分散剂浓度为2.0 mM时,可使0.05 wt%的SiO2颗粒在溶液中稳定分散。纳米流体驱油微观机理的认识可从岩壁的润湿性改变、油水界面张力变化及岩壁表面油滴剥离等方面入手。本文将固定有油滴的石英片倒置于盛有纳米流体的石英方舟中,通过接触角测量仪观察油滴形态变化并记录三相接触角大小,模拟岩藏油滴在纳米流体中的状态变化,实验结果表明助分散剂的种类及颗粒浓度可影响驱油效果。当助分散剂为CTAB时,油滴在纳米流体中的不发生形态变化;当助分散剂为AOT及TX-100时,油滴在各纳米流体中的形态变化较大,且在疏水性纳米流体中可达到最大三相接触角;另外,纳米颗粒质量的提高也可增大油滴在纳米流体中的三相接触角。纳米流体剥离油滴原因是纳米流体在油固两相的铺展,不含纳米颗粒的液体不具有剥离油滴的效果,因此纳米颗粒在岩壁表面的吸附是纳米流体驱油关键。本文提取纳米颗粒与岩壁两个目标,建立颗粒与岩壁相互作用的简单理想模型,将SiO2小球修饰于AFM探针针尖制备球型胶体探针,通过AFM力曲线模式可测量小球与岩壁表面的相互作用力大小。实验结果证明亲水性的颗粒易在壁面油膜吸附,疏水性颗粒易在岩壁壁面吸附,因此疏水性纳米流体更易在岩壁壁面铺展,对油滴的剥离效果更好。最后,本文配制不同种类的纳米流体作驱替液,通过室内岩心驱替实验验证其驱油效果。实验结果证明当岩心渗透较高为时,以AOT为助分散剂的纳米流体驱油效果明显,且疏水性纳米流体采油率高于亲水性纳米流体;以非离子表面活性剂TX-100为助分散剂的纳米驱油效果较差,但其疏水性纳米流体驱油效果依然好于亲水性纳米流体。对于渗透率较低的岩心,纳米流体驱油效果不再明显,原因是岩心孔喉直径变小,纳米颗粒易沉积堵塞岩心孔喉,不利于岩心原油的排出,使采油率下降。