为给研发功能性压裂液提供理论依据,在纳米尺度(50 nm)对SiO₂进行C₈和季铵盐(QAS)修饰,合成了疏水纳米材料SiO₂-C₈和疏水带电纳米材料SiO₂-QAS,评价了SRFP型聚合物清洁压裂液分别加入SiO₂,SiO₂-C₈及SiO₂-QAS等3种纳米材料后的配伍性、稳定性及综合性能;利用量化模拟手段,建立了纳米材料在砂岩表面的吸附结构模型及吸附动力学模型,分析了纳米材料在砂岩表面的吸附及油水分离特征。试验及模拟结果表明:SiO₂,SiO₂-C₈及SiO₂-QAS等3种纳米材料在压裂液中具有较好的分散稳定性,可有效降低表界面张力,表现出良好的耐温、耐剪切性能;SiO₂-C₈和SiO₂-QAS加入压裂液后有利于砂岩表面油分子被置换出,促进油水分离;SiO₂-C₈和SiO₂–QAS加入压裂液后可有效改善压裂液性能,提高驱油效果,降低压裂液波及范围内的含油饱和度。研究结果可为功能性压裂液发展和研制提供理论依据,为优化致密油、页岩油压裂方案和优选压裂液提供参考。