随着石油开发技术的进步，过去难以开发的重油等非常规石油资源越来越受到重视。但由于稠油和水的流动性差，注入水指指现象严重，波及系数低，导致稠油采收率也较低。常规水驱稠油采收率一般为10-20%。自从开发了三次采油方法以来，石油工业一直在寻找新技术来提高采收率。

稠油因其储量丰富、粘度高、流动性差等特点，已成为剩余油资源开发的重点。降低粘度的措施对于降低重油/超重油的流动阻力和增加其流动性是必需的。热法、稀释法、化学法和生物法是不同情景稠油油藏常用的开采技术。以蒸汽为主的热方法，包括循环蒸汽增产（CSS）和蒸汽辅助重力排水（SAGD）成本高昂且对环境具有挑战性。化学驱由于其经济有效性被广泛应用，通常情况下，化学驱油方法使用表面活性剂、聚合物和碱，有时会组合使用它们来提高采收率。随着能源需求的增加，石油公司被迫寻找新的解决方案，以回收二次采油后被残留的石油。因此，当纳米技术成为解决其他工业问题的主要手段时，石油研究人员也开始关注纳米技术，以寻求可能解决这些问题的方案。

相比传统的化学驱油提高原油采收率技术，改性的纳米粒子分散体系用于化学驱油具有良好的增产、增注效果。纳米颗粒（NPs）是微小的（1-100nm）颗粒，具有出色的渗透和吸附能力，可调的物理化学特性和独特的热性能。由于它们的体积小，NP被允许通过较大尺寸材料无法接触到的微小孔隙和狭窄的喉咙，且有着良好的抗剪性好、耐盐性好以及热稳定性，避免了在高温高矿化度地层生成沉淀。近几十年来，纳米技术迅速成为一种新型的主导技术，能够在技术和经济上与传统方法竞争，纳米技术在石油和天然气工业中的应用为开发更经济、更有效和更环保的油气开采技术提供了前所未有的机会。

例如，Zargartalebi等人证实在一定浓度的纳米颗粒下可以达到更低的IFT。Nguyen等人设计了表面活性剂/聚合物无机纳米复合材料，用于提高高温高盐海上油藏的采收率。结果显示纳米复合材料在降低界面张力方面非常有效。在岩芯驱油实验中，可以在92°C和800 ppm矿化度下额外回收6.2%的油。

由此可见，相比传统的化学驱油提高原油采收率技术，改性的纳米粒子体系用于化学驱油将具有良好的增产效果。因而针对目前稠油油藏采收率较低的问题，设计高效的纳米流体驱油剂形成相对稳定的O/W低粘度乳液是解决稠油油藏采收率较低这一问题的关键。

而通过硅烷偶联剂改性的纳米二氧化硅与聚醚F127、α-烯基磺酸钠（AOS）反应制得硅基纳米原位乳化减阻剂，能够与原油的界面张力达到10-1mN/m数量级，并协同改善油藏的润湿性，降低原油黏附功并在诱导形成Pickering乳化液，减小流动阻力，从而大幅度提高原油采收率。

硅基纳米原位乳化减阻剂的制备分为两步：

步骤S1：取纳米二氧化硅在乙醇溶液中常温振荡分散均匀，之后加入硅烷偶联剂，通氮除氧后密封搅拌反应，提纯、干燥即得改性纳米二氧化硅；

步骤S2：将改性纳米二氧化硅、聚醚F127、α-烯基磺酸钠在无水乙醇中振荡分散均匀，通氮除氧后密封搅拌反应，提纯、干燥即得硅基纳米原位乳化减阻剂。

配方比例：

纳米二氧化硅的粒径为20nm。

纳米二氧化硅与硅烷偶联剂的比例为1：0.5~6。

硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

纳米二氧化硅与硅烷偶联剂的反应条件为，通氮除氧30min后，在100~120℃条件下密封搅拌反应6~8h。

改性纳米二氧化硅与聚醚F127的比例为1：2.5~7.5。

改性纳米二氧化硅与α-烯基磺酸钠的比例为1：1.25~5。

聚醚F127中聚环氧丙烷嵌段聚合度为n=30，聚环氧乙烷单嵌段聚合度为n=40，α-烯基磺酸钠中碳链范围为Cn=14~16。

改性纳米二氧化硅、聚醚F127、α-烯基磺酸钠的反应条件为，通氮除氧30min后，在110~120℃条件下密封搅拌反应3~5h。

硅基纳米原位乳化减阻剂的界面张力降低性能测试

硅基纳米原位乳化减阻剂的界面张力降低测试结果图；

采用克吕士SDT旋转滴界面张力仪分别测量原油（粘度723.7 mPa·s）滴入各实施例的地层水溶液后的界面张力（IFT），其中，各实施例在地层水中的质量浓度为0.3%，并将原油滴入地层水中作为对照组进行测量，测得对照组界面张力为21.6mN/m，其余各实施例测量结果如图所示。可以看到，原油与三种实施例溶液混合后的体系的IFT可降低至1.25~1.46mN/m，证明了硅基纳米原位乳化减阻剂具有良好的界面张力降低效果。

硅基纳米原位乳化减阻剂的岩石湿润性改善性能测试：

在75℃条件下，将亲油岩片分别浸泡在实施例1、2、3中的硅基纳米原位乳化减阻剂与地层水（矿化度6×104mg/L，Ca2+、Mg2+浓度分别为2×103mg/L）配制成的质量浓度0.3%的溶液中24h，岩片表面-模拟水-原油初始接触角为134°，通过测量亲油岩片表面-模拟水-原油之间的接触角来评价润湿性的改善。其结果：浸泡24h后，亲油岩片表面-模拟水-原油之间的接触角从134°下降到43°~48°不等，说明硅基纳米原位乳化减阻剂能够将岩石的亲油表面改善为亲水表面，改善润湿性效果明显。