納米SiO2顆粒具有尺寸小、比表麵積大、價格低、來源廣等特點，被廣泛應用於醫學、光學、材料等諸多領域。近年來，大量研究利用納米SiO2和表麵活性劑的協同作用來提高原油采收率，其主要機理包括：增強泡沫或乳狀液的穩定性、提高表麵活性劑降低油水界麵張力的能力、改變岩石潤濕性等。根據膠體化學理論，溶膠中電解質的存在會減小膠粒的帶電量而使其失穩聚沉，因此保持納米SiO2的穩定性是其在EOR應用中的關鍵問題。前人在研究納米SiO2在EOR中的應用時主要使用去離子水和NaCl鹽水配製分散體係。然而地層中存在大量Ca2+、Mg2+，這些陽離子對納米SiO2/表麵活性劑分散體係的穩定性可能會產生嚴重的影響。

本文以SDS和納米SiO2為研究對象，分別用NaCl鹽水和模擬地層水配製了納米SiO2/SDS分散體係，研究了離子組成和納米SiO2的含量對體係穩定性的影響。由於SiO2顆粒表麵上存在含氧官能團，體係的pH會顯著影響納米SiO2顆粒所帶電荷從而影響其穩定性，因此本文還著重探討了通過調節pH值來提高鹽水中體係穩定性的可行性。降低油水界麵張力是表麵活性劑驅提高采收率的主要機理，納米SiO2/表麵活性劑體係對界麵張力的影響雖已有相關研究，但離子組成和pH值對納米SiO2/表麵活性劑體係降低界麵張力的影響鮮有報道。在穩定性研究的基礎上分析了離子組成，納米SiO2的含量及pH值對納米SiO2/SDS體係界麵活性的影響，將體係的穩定性和界麵活性結合起來研究。

1實驗部分

1.1材料與儀器

納米SiO2（LUDOX HS-30膠體SiO2，質量分數為30%、平均粒徑13 nm、pH=9.8、西格瑪奧德裏奇（上海）貿易有限公司）；SDS、鹽酸，國藥集團化學試劑有限公司。NaCl鹽水，礦化度為10000 mg/L，Na+和Cl-的質量濃度分別為3932.0 mg/L和6068.0 mg/L，模擬地層水，礦化度為10000 mg/L，Na+、Ca2+、Mg2+和Cl-的質量濃度分別為3585.3、202.2、80.9和6131.6 mg/L；勝利油田某區塊地麵脫氣原油，60℃下的黏度和密度分別為543 mPa·s和0.97 g/cm3。

Omni型Zeta電位分析儀，美國布魯克海文儀器公司；TX-500C旋轉滴界麵張力測量儀，美國科諾工業有限公司；WGZ係列濁度計，上海欣瑞有限公司；PHS-3E型pH計，上海儀電科學儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1納米SiO2/SDS分散體係穩定性實驗

（1）沉降法

在NaCl鹽水、模擬地層水中分別加入一定量的SDS，磁力攪拌器攪拌30 min後加入一定量的納米SiO2，繼續攪拌30 min移入樣品瓶，然後置於60℃的恒溫箱中，觀察體係在15 d內的沉澱情況。除特殊說明外，分散體係中SDS的質量分數為0.3%，納米SiO2的質量分數分別為0.2%、0.5%、1.0%和1.5%。

（2）濁度的測定

利用濁度計測定納米SiO2/SDS體係在60℃下靜置不同時間後的濁度，分析體係的濁度隨時間的變化情況，從而考察體係的穩定性。測量前使用濁度標準液校準儀器，並在測量期間定期檢查校準。

（3）Zeta電位的測定

利用Zeta電位分析儀測定納米SiO2/SDS體係的Zeta電位。在每次測量Zeta電位之前，用酒精和去離子水仔細衝洗電極和樣品池。為了確保測定數據的準確性，測定重複3次取平均值。

1.2.2油水界麵張力的測定

利用旋轉滴界麵張力測量儀在溫度60℃、轉速6000 r/min下測定納米SiO2/SDS體係和原油之間的界麵張力，分析納米SiO2的加入對SDS降低油水界麵張力的影響，其中油水密度差為0.03 g/cm3，分散體係配製好後立即進行測定。