低渗透油藏储量在我国油藏总储量中占有相当大的比例,由于其储层物性差、渗流机理复杂的特点,开发难度较大;而纳米二氧化硅由于其体积小、表面能高等特点,作为驱油剂在提高低渗透油藏采收率方面具有较好的前景。因此考察纳米驱油剂在复杂非均质低渗透储层条件下的驱替行为,研究其驱油机理,具有重要意义。本文使用填砂管模拟低渗透非均质储层,通过对比改性纳米二氧化硅与表面活性剂、聚合物的驱油能力,考察改性纳米二氧化硅与聚合物（阴离子、阳离子）/表面活性剂（阴离子、阳离子、两性、非离子）复配后的6种二元体系驱油效果,探究纳米驱油剂提高采收率机理。实验结果表明,在低渗透油藏中改性纳米二氧化硅与聚合物不适合作为驱油剂单独使用;纳米二氧化硅与月桂基甜菜碱二元复合体系（1:2,1wt%）驱油效果最佳,提高采收率39.39%;纳米二氧化硅与聚季铵盐-7二元复合体系（1:2,1wt%）提高采收率30.43%。结合6种纳米二元复合体系驱油效果以及纳米二氧化硅自身特性,推测出低渗油藏中纳米二元驱油体系提高采收率关键机理,确定了在低渗透油藏条件下,二元复合体系纳米驱油剂关于提高采收率与表面张力、静态吸附量之间的定量回归式,得出在低渗透油藏条件下纳米二元复合驱油体系中影响提高采收率的关键因素是岩石表面对纳米二氧化硅吸附量的大小。