聚合物驱是化学驱提高采收率技术中应用最广泛和最成熟的方法。随着石油资源的开发,油藏地质变得复杂,对驱油聚合物也提出了新要求。为了满足复杂的油藏条件,驱油聚合物逐渐从线性聚合物到支化聚合物再到超支化聚合物的方向发展。本文基于课题组前期的工作,从提高抗剪切性能和提高波及效率方面出发,成功研制了驱油用改性纳米SiO2/AA/AM共合物,并在宏观上研究了其提高波及效率的能力。本文进一步研究了不同改性程度纳米SiO2单体的表征方法,以及基于不同改性程度纳米SiO2单体的超支化聚合物的具体分子结构及溶液结构,有助于在分子尺度上进一步理解以纳米SiO2为核的超支化聚合物。本文在优化的实验条件下使用KH540对纳米SiO2进行改性,测量纳米SiO2表面的羟基含量为2.1201 mmol/g,根据羟基含量计算出不同改性程度纳米SiO2需要的KH540的加量,并制备了 NSI-20、NSI-40、NSI-60、NSI-80和NSI-100单体;在此基础之上,通过红外、核磁及微观结构对其进行了定性表征,并通过元素分析、热失重分析、粒径及粒径分布对其进行了定量表征。通过电导率滴定法研究了 NSI-20、NSI-40、NSI-60、NSI-80 和 NSI-100 的氨基含量,分别为 0.1571、0.2928、0.4143、0.5786、0.7143 mmol/g;分光光度法测定结果为0.1489、0.2752、0.4121、0.5593、0.7166mmol/g。得到了不同改性程度纳米SiO2的表征及表面氨基的测定方法。基于优化的条件合成了不同改性程度纳米SiO2超支化聚合物,并通过定性及定量地方法研究了其具体的分子结构;通过静态光散射测定不同改性程度纳米SiO2超支化聚合物的绝对重均分子量,随着改性程度的增加,聚合物的分子量增加,当改性程度增加到一定程度,分子量反而下降;HBPS-20、HBPS-40、HBPS-60、HBPS-80和HBPS-100 的重均分子量分别为 4.43 × 106、5.72× 106、6.78×106、3.72×106和 2.19×106g/mol。通过动态光散射测定其流体力学半径,随着改性程度的增加,聚合物的流体力学半径是呈现下降的趋势;HBPS-20、HBPS-40、HBPS-60、HBPS-80和HBPS-100的流体力学半径分别为216.20、186.62、176.12、168.96和160.55nm。通过热失重研究了其热重曲线,随着改性程度的增加,超支化聚合物的热重保留率越高。对分子结构的研究发现,随着纳米SiO2改性程度增加,超支化聚合物分子结构的支链越多,链尺寸越短。对不同改性程度纳米SiO2超支化聚合物溶液结构以及分子结构与溶液结构的关系进行研究。主要测定了增粘性能、抗温性能以及剪切稀释性能等,实验结果表明随着改性程度越大,其增粘性、抗温性及抗盐性都是先增大后减小,而剪切稀释性是一直增大。不同改性程度纳米SiO2超支化聚合物的动态粘弹性测试结果认为随着改性程度的增加,超支化聚合物的弹性逐渐增加,粘性逐渐减小。并在扫描电镜下观察了聚合物在不同倍数条件下的微观结构。分析发现,改性程度越大,其流体力学半径越小,其微观形貌的网状结构越致密。接着对不同改性程度纳米SiO2超支化聚合物的溶解性和水解度进行了研究,发现随着纳米SiO2改性程度的增加,超支化聚合物的水解度逐渐增加,而溶解性逐渐减小。对溶液结构的研究发现,不同的分子结构表现出不同的溶液结构进而在宏观性能上表现出不同。