常规泡沫体系在运移过程中受地层吸附、地层水稀释等因素的影响,稳定性变差,影响泡沫体系的应用效果。纳米颗粒因其较好的热稳定性和化学稳定性已显示出作为泡沫稳定剂的巨大应用潜力。然而纳米颗粒气液界面吸附特性及纳米颗粒强化泡沫的稳定机理与再生机制尚未阐明,导致纳米颗粒强化泡沫体系在应用过程具有较高的不确定性。因此,揭示纳米颗粒在气液界面的吸附特性,建立泡沫破裂再生尺寸的预测模型,阐明泡沫的再生机制,对纳米颗粒强化泡沫技术的推广应用具有重要意义。本文研发了一种纳米颗粒强化泡沫体系。通过实验与分子动力学Martini CG模型模拟相结合的方法,分析气泡的形态并量化纳米颗粒在气液界面的表面积覆盖率,揭示了负载纳米颗粒的气液界面特性。利用自行设计的岩石孔喉模型结合微观粒子显微测速仪及界面追踪技术对纳米颗粒强化泡沫的稳定机理及再生机制展开研究,明确了纳米颗粒覆盖率、孔喉几何结构等因素对纳米颗粒强化泡沫界面稳定性、气泡间传质速率及破裂再生行为的影响规律,阐明了纳米颗粒稳泡机理并建立泡沫破裂再生尺寸的预测模型。研究结果表明:通过静电相互作用CTAB吸附于SiO2纳米颗粒表面形成CTAB-SiO2活性纳米颗粒。这种活性纳米颗粒在气液界面转变为“Janus”构型,脱附能最高达2000 k J/mol（是普通表面活性剂脱附能50-300倍）,具有极强的界面吸附稳定性。活性纳米颗粒在气液界面的强吸附使气液间传质速率下降80%以上,有效抑制奥斯瓦尔德熟化现象;降低气泡间排液速度,气泡间聚并时间增长6-10倍;有效抑制地层吸附损失和地层水稀释作用,因此纳米颗粒泡沫体系稳定性可达常规泡沫体系10倍以上。此外,实验结果表明活性纳米颗粒在气液界面吸附后,气泡表面表现出“类固化性质”,泡沫流动过程中受到的剪切力提高5倍以上,通过在理论模型中引入剪切作用的影响阐明了纳米颗粒强化泡沫具有更优再生性能的机理。近界面流场数据还表明界面的类固化性质产生附加流动阻力与泡沫固有的Jamin作用相耦合大幅提高泡沫体系调流能力。综上所述,相比于表面活性剂泡沫,纳米颗粒强化泡沫拥有更好的稳定性,更优的再生能力及更强的调流能力,保证泡沫体系在多孔介质中的应用效果。