大庆油田产出的原油主要为石蜡基原油,该类原油含蜡量高,随着温度降低,蜡晶析出形成三维网状结构,导致原油粘度迅速升高,流动性严重恶化,给原油的开采和运输带来了巨大的能耗和安全风险。因高蜡原油对市售传统降凝剂感受性差,近几年纳米复合降凝剂作为一种新型高效降凝剂,成为原油降凝降粘领域新的研究热点,但目前该类降凝剂尚处于探索研发阶段,本文以高蜡模拟油和高蜡原油为研究对象,以纳米二氧化硅和凹凸棒石为原料制备了新型纳米复合原油降凝剂,对纳米复合降凝剂的作用机理和影响纳米复合降凝剂作用效果的因素进行分析,为开发研制可商业化的新型纳米复合原油降凝剂提供基础研究。采用自由基聚合法合成了聚甲基丙烯酸十八酯和马来酸酐共聚物(PM18),并分别通过溶剂共混和化学接枝的方法与纳米二氧化硅(SiO2)制备了PM18/SiO2和PM18-g-NSiO2纳米复合降凝剂,利用红外测试(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对其结构进行表征,利用凝点和粘温曲线的测定,分析了不同降凝剂对含蜡模拟油低温流动性的作用效果,并通过偏光显微镜对降凝剂作用机理进行分析。研究表明PM18-g-NSiO2由于纳米二氧化硅表面和PM18形成了稳定的化学键,使PM18牢固的包裹在纳米二氧化硅表面,从而提高了PM18-g-NSiO2在有机溶剂中的稳定性。与相同剂量的传统溶液法制备的PM18/SiO2相比,PM18-g-NSiO2具有更好的异相成核作用,从而改善蜡晶结构进一步改善油品的低温流动性。通过硅烷偶联剂γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和硬脂酸对纳米二氧化硅进行了有机改性,对改性条件进行优化,在最优条件下制得了有机纳米二氧化硅(YSiO2),并采用溶液共混法与不同酯含量(VA)的商品EVA降凝剂共混制备了不同VA含量的EVA/YSiO2复合降凝剂。分析了不同降凝剂对含蜡模拟油低温流动性的作用效果,探讨了不同VA含量对EVA/YSiO2复合降凝剂性能的影响,并通过偏光显微镜对降凝剂作用机理进行分析。其中制得的纳米复合降凝剂N-Si PPD(32),在加剂量为500 mg·kg-1时,25wt%含蜡模拟油的凝点从34℃降低至6℃,蜡晶形态呈规则的菱形且更为紧凑,蜡晶轮廓更加清晰,相对于添加最优加剂量的商品EVA(VA=32%)的模拟油的凝点进一步降低达15℃。通过不同碳链长度的有机酸对凹凸棒石(ATP)进行有机改性,并采用溶液共混法制备了EVA/改性ATP纳米复合降凝剂,研究了不同碳链有机酸改性的ATP对复合纳米降凝剂作用效果的影响,同时与N-Si PPD(32)进行对比,研究了不同结构的纳米粒子对纳米复合降凝剂作用效果的影响。实验结果表明,相较于N-Si PPD(32),S-At PPD(32)在低加剂量条件下具有更好的降凝作用效果。偏光显微镜分析表明,蜡晶的结构和形态受纳米颗粒的排列、大小和形状的影响,添加S-At PPD(32)油样的蜡晶呈规则、松散的针状结构。以大庆含蜡原油为研究对象,研究了小剂量的S-ATP协同EVA(VA=32%)对原油流动性的作用,并通过偏光显微镜与自制的S-At PPD(32)复合材料对蜡晶的作用机理进行对比分析,进一步探索了纳米粒子单独协同聚合物降凝剂改善原油低温流动性的可行性。研究发现,当EVA加剂量较低时,S-ATP可能通过吸附作用,提高油相中EVA的局部浓度,从而改变蜡晶的分散状态,使原油的流动性得到进一步的改善,但当EVA浓度过高时,S-ATP并不能充分影响EVA在油相中的分布状态起到协同促进作用。通过对典型的大庆含蜡原油进行物性分析,配制了不同蜡含量和胶质含量的模拟油,以N-Si PPD(32)为研究对象,研究了不同组分对纳米复合降凝剂作用效果的影响,并通过偏光显微镜观察蜡晶结构变化,分析作用机理。研究结果表明,蜡含量依然是影响纳米复合降凝剂作用效果的主要因素,但并不会影响纳米降凝剂的异相成核作用;而胶质组分对纳米降凝剂的成核作用有一定的阻碍作用,从而影响油品对纳米降凝剂的感受性。