能源是推动社会进步的重要动力,石油作为能源资源的一种,在全球能源总消费中占据主要地位。社会进步导致能源消耗的增加,由于常规轻质原油的开采并不能满足我们的需求,因此越来越多的国家转向了对原油中占据大半的稠油的开采和利用。全球稠油资源虽然储量丰富、分布广泛,但是含有大量的胶质、沥青质和蜡质,这些组分的存在使得稠油粘度高、流动性差,难以被开采、运输和炼制。因此降低稠油粘度,提高其采收率是石油行业重要的课题。油溶性降粘剂作为一种以成本低、效果好、操作方便以及没有后续处理为优点的降粘工艺,引起了国内外石油行业工作者的广泛关注。对于稠油的降粘,一方面加入的降粘剂需要与原油能够充分接触,另一方面降粘剂需要能够与胶质、沥青质和蜡质发生反应,破坏其复杂的重叠堆砌结构或者网状结构。将纳米粒子制备成纳米复合材料应用到石油开发上是一种新型的化学降粘技术,其既保留了常规油溶性降粘剂的功能,又新增了纳米粒子的部分功能。纳米结构的引入,能够使得降粘剂与稠油有更多的接触面积,能够更好的作用于稠油中的胶质、沥青质和蜡晶结构上,通过自身纳米效应和表面的强极性基团产生破坏效果。而且,在剪切作用下,微纳米结构表面的存在能够使得流体出现边界滑移现象,导致高分子流体层相对运动时的粘滞阻力和管道运输中受到的摩擦阻力发生下降,从而更好的实现降粘和流动。以正硅酸乙酯作为硅源,氨水作为催化剂,通过水解缩合反应制备出分散均匀的纳米二氧化硅,用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对其进行改性之后,再与甲基丙烯酸十八酯、苯乙烯和丙烯酰胺通过自由基聚合反应,制备出一种纳米复合降粘剂(NVR),并用在克拉玛依原油中进行降粘效果测试。通过对二氧化硅以及单体用量的研究,得出了降粘效果最好的配方,再通过改变反应温度、反应时间以及添加量等,对降粘效果进行测试,发现当二氧化硅用量为0.3g、反应温度为60°C、反应时长为6h、添加量为500ppm时,降粘效果最佳,降粘率为91.46%,净降粘率能达到30%以上。通过对加纳米复合降粘剂前后原油的流变拟合方程、粘度-剪切速率和粘度-温度的对比,可以发现原油粘度的降低受到降粘剂、剪切应力和温度的共同作用。通过对流体拟合得出的非牛顿流体指数的比较,得出了在同样剪切速率内,纳米复合降粘剂的加入能够破坏原油中存在的重叠堆砌结构或者网络结构,使原油在更低的温度下就能实现从假塑性流体到牛顿流体的转变。对加纳米二氧化硅前后降粘剂的降粘效果进行对比,发现添加了纳米二氧化硅的降粘剂虽然在低剪切速率和较低的温度下,降粘效果不如未添加纳米二氧化硅的降粘剂(VR)。但是随温度和剪切速率增加,引入纳米复合降粘剂的原油的降粘效果发生更明显的增加,表现出对温度和剪切更大的敏感度。对比加两种降粘剂后原油的流变拟合方程和流体的粘弹性,可以发现加入纳米复合降粘剂能够更大的增加原油的粘性,使原油能够更快的发生从假塑性流体到牛顿流体的转变。