随着石油开采量的加剧,低渗油藏已经成为人们新的开采对象。低渗油层开发的特殊性和复杂性,使原有的三次采油技术不能很好地发挥作用。随着纳米技术的快速发展,纳米材料在石油工业的应用引起了人们的广泛兴趣。SiO₂纳米颗粒表面易修饰,可根据实际需要改变其性质,可用来设计和开发针对低渗油层的高效驱油体系。同时,由于SiO₂纳米颗粒价格低廉,备受人们青睐。采收率是由波及系数和洗油效率共同决定的,纳米SiO₂颗粒可以增加驱替液粘度,提高波及系数,但由于其表面结构单一,表面只含有羟基,使其界面活性不高,在油水界面不能发挥联系油水两相的纽带作用,故其降低界面张力的能力有限。因此研究纳米颗粒表面修饰对其油水界面活性的影响具有重要意义。由于实验仪器以及实验手段的限制,对于纳米颗粒表面修饰的定量研究还存在一定的盲区,所以亟需找到新的分析手段为纳米颗粒的定量修饰研究提供依据。鉴于此,本文采用分子模拟方法,研究了表面修饰对纳米颗粒界面性质的影响,揭示了纳米颗粒降低油水界面张力的微观作用机理。纳米颗粒想要起到降低油水界面张力的作用,就必须要能在界面稳定存在,而纯的纳米颗粒不能从水相移动到油水界面,烷烃修饰之后的纳米颗粒能在界面稳定存在,并且烷烃修饰之后的纳米颗粒在界面聚集之后,由于烷烃尾链的作用,使得纳米颗粒对水相和油相的携带能力增强,增加了油水界面层厚度,降低了油水界面张力。固定纳米颗粒表面的修饰基团为十二烷基和羟基,改变十二烷基的修饰比例,研究发现:在我们研究的浓度范围内,纳米粒子与油相相互作用达到峰值之前,如果纳米粒子与油相相互作用能和纳米颗粒与水相相互作用能的差值最小,那么纳米粒子降低油水界面张力的能力是最强的;而当纳米粒子与油相相互作用能超过峰值下降时,这个结论不成立。固定纳米颗粒表面修饰的亲水性基团和亲油性基团的修饰比例为1:1,改变表面修饰基团的种类,同样发现,纳米颗粒与水相和油相相互作用能的差值越小,并且纳米颗粒与油相的相互作用能越大,纳米颗粒对油水界面层厚度的影响越大,纳米颗粒降低油水界面张力的能力越强。