随着中国经济的飞速发展,石油需求量日益增加。就目前形势而言,开采难度相对较小的中高渗透油藏资源趋于枯竭。因此,低渗透储层逐渐成为重要的石油开采来源。在寻求应用于低渗透储层采油领域的更加高效、环保的采油方法过程中,纳米材料以其独特的性能吸引了广大科研人员的关注。本研究以Si O2纳米颗粒、生物表面活性剂及它们所配制的生物基纳米流体作为主要研究对象,分析评价了纳米流体在低渗透储层中的驱油过程,构建全新的纳米流体驱油体系,探讨了纳米流体对岩石润湿性、岩心驱油效果以及多孔介质油水分布的影响,解析了纳米流体提高低渗透储层原油采收率的机理,主要结论如下:（1）评价了纳米流体的稳定性。通过一系列实验研究,考察了影响纳米颗粒悬浮体系稳定性的主要因素,包括纳米颗粒的浓度、生物表面活性剂的种类及浓度等。实验结果显示,当生物表面活性剂的浓度保持在临界胶束浓度状态下,可以维持体系的最佳稳定状态。此外,Si O2纳米颗粒的浓度控制在1000 mg/L以下,保证体系不会因为颗粒之间互相频繁碰撞聚集而发生失稳。（2）研究纳米流体对储层润湿性的改变能力,以及润湿性变化对驱油效果的影响。储层润湿性是影响原油采收率的重要参数,不过作用机理一直没有统一合理的解释。在本次研究中,纳米流体中的Si O2纳米颗粒可以吸附在储层表面,使表面润湿性趋向于亲水润湿。亲水润湿表面有利于注入水的铺展与扩散,提高注水驱替的波及面积。此外,岩石表面亲水性可以降低原油对岩石表面的粘附力,促进原油的剥离。储层的中性润湿保证毛细管力最大,在此状态下的采收率最大。虽然亲油润湿储层的驱油难度最高,但对比注水驱替效果,纳米流体在亲油润湿储层中的驱油应用潜力更大。（3）玻璃微观刻蚀模型实验结果表明,狭小的孔径和复杂孔隙结构导致储层空间残余油的分布多样性,对应的驱油机理也不同。通过对比驱替前后微观模型中油水分布情况,研究纳米流体对提高原油采收率的影响。实验结果表明,纳米流体可以提高驱油效率,扩大驱替流体的波及面积,降低残余油饱和度。（4）影响纳米流体提高原油采收率的主要因素包括:纳米颗粒浓度、生物表面活性剂的种类及浓度、储层渗透率、驱替流体注入方案以及纳米流体的停留时间等。实验结果表明,“鼠李糖脂-Si O2”纳米流体的驱油效果更好。不同储层渗透率所对应的纳米流体的最佳浓度是不同的,渗透率过低的储层地层孔隙分布复杂,颗粒浓度过高的纳米流体容易造成地层堵塞,反而降低了驱油效果。此外,纳米流体在储层中停留24h,剥离吸附在储层表面的残余油,降低驱油难度,提高最终原油采收率。此外,段塞式注入纳米流体比连续注入方案的采收率更高。（5）利用核磁共振技术（NMR）再结合恒速压汞法（MIP）,证明纳米流体可以改变低渗透储层的油水分布情况,扩大含水饱和度,有利于提高原油采收率。对于一般低渗透岩心（～50 m D）,孔径相对较大,纳米流体很容易通过“水窜”区域,小孔隙中的残油区域波及效果不佳。与之相比,对于超低渗岩心（～0.1 m D）,在纳米流体的作用下,残余油被从岩石表面剥离下来,不过因为孔隙结构过于复杂且孔道狭窄,残余油在流动过程中可能出现再次沉积的现象,影响驱油效果。当纳米流体注入特低渗透岩心（～5 m D）时,残余油饱和度的下降分布相对平衡,在大孔隙区域与小孔隙区域都有比较明显的驱油效果。（6）在纳米流体驱油过程中,纳米颗粒与生物表面活性剂表现出良好的协同作用。具有独特表面性能的纳米颗粒既可以较容易地吸附在岩层表面造成润湿性反转,还可以通过结构分离压力作用将吸附油从岩石表面剥离下来。生物表面活性剂不仅可以起到稳定颗粒悬浮体系的作用,还可以降低界面张力,促进油相在驱替水相中的分散,降低纳米颗粒剥离原油的难度。