關于聚合物驅油機理的認識，一直以來就存在著明顯的爭議，主要概括為兩種觀點:
(1)傳統的毛管數理論認為聚合物驅只是通過增加注入水的粘度，改善油水流度比， 擴大注入水在油層中的波及體積，從而提高原油采收率。體系的驅油效率是由毛管數決 定的，聚合物驅并不能提高驅油效率，降低殘余油飽和度[81_84]。（2)認為聚合物驅可以 提高驅油效率，驅油效率的提高主要歸咎于聚合物溶液的彈性[1U3,85]。
有實驗研究[11]表明，清水配制的聚合物溶液擴大波及體積和提高驅油效率的作用各 占50%。大慶油田己開展復合驅油礦場試驗區的采收率提高值均高于預測值，多提高的 6%?8%OOIP的采收率被認為是粘彈性三元復合體系的彈性作用，而最主要的就是體系 中聚合物溶液彈性作用的結果。不同流變特性的驅替液在性質相近的人造巖心中的最終 采收率和采收率增值的研究表明@1，水驅后，聚丙烯酰胺溶液的采收率比甘油驅后增加 8.0%OOIP。這是閔為具有粘彈件的聚合物溶液在其粘度與甘油相當的備件下還具有彈 性。這些試驗都說明，在多孔介質中聚合物溶液的粘性和彈性的共同作用導致了采收」 的增加。
注入速度與驅油效率的關系研究表明，利用聚合物溶液的粘彈性可以提高驅油效率 [86_88]，在流速略高于臨界流變速度時聚合物驅油效率最高[89]。大量的巖心驅油實驗結果 表明[1U3]，粘彈性的聚合物溶液均會不同程度地降低各類殘余油量，其彈性越大，攜帶 出的殘余油量越大，驅替效率越高。此外，數值模擬研究結果也表明[85_9°]，驅替液的彈 性是影響盲端波及效率的重要因素。第一法向應力差可以作為聚合物溶液在多孔介質中 彈性的表征，第一法向應力差越大，驅油效率提高值越大[84]。這些研究均表明，粘彈性 的聚合物溶液不僅可以提高波及體積，而且可以提高驅油效率。近十幾年來，對聚合物 溶液微觀驅油機理的研究主要有下面內容。
黃顏章等[91_92]在微觀驅油實驗中觀察到親水巖心在聚合物驅油時，出現了挾帶和 “拉絲”現象，并以挾帶為主，而在親油巖心中，聚合物溶液驅油的主要特點是油路橋 接現象和形成油絲，并以橋接為主。而在水驅油微觀實驗中，強親水模型的水驅機理主 要是剝蝕和驅替。孫煥泉等人[93]則認為，聚合物溶液驅油效率的提高是由于聚合物有改 變油水界面粘彈性的作用，使得油滴或油段易于拉伸變形，容易通過阻力較小的狹窄喉 道，從而提高驅油效率。由于實驗時聚合物驅油的壓差不大于水驅油壓差，所以驅油時 聚合物溶液以粘性為主，彈性為次，也是以橋接和挾帶為主。
郭尚平等人[92]認為聚合物溶液與水驅油相比，驅油效率的提高是由于粘彈性的聚合 物溶液與油的剪切應力大于水與油的剪切應力。韓顯卿等[88]認為粘彈性聚合物溶液提高 微觀驅油效率的機理是在孔喉處拉伸應力的作用下，粘彈性的聚合物大分子發生形變而 變長變細，由于分子形變而導致孔喉處壓力梯度上升，有利于驅走孔喉處的殘余油。
王德民等根據室內巖心驅替實驗、微觀驅油實驗以及數值模擬技術，并結合油田生 數據的綜合分析，認為粘彈性聚合物溶液作為驅替液可在一定程度上驅替油藏孔隙面的 油膜、盲端及孔喉殘余油，因而可以提高微觀驅油效率[11_13’88_9°]。
研究認為聚合物溶液提高驅油效率的機理主要表現在三個方面[4]:①本體粘度使聚 合物在油層中存在阻力系數和殘余阻力系數，是驅替水驅未波及殘余油和簇狀殘余油的 主要原因。②界面粘度使聚合物溶液在多孔介質中的粘滯力増加，是驅替膜狀、孤島狀 殘余油的主要機理，這是由于聚合物溶液與殘余油之間的界面粘度遠遠高于注入水與殘 余油間的界面粘度值；聚合物溶液在毛細管管壁附近的速度梯度遠遠大于水在其上的速 度梯度。③拉伸粘度使聚合物溶液存在粘彈性，是驅替盲狀殘余油的主要原因。
這些研究均表明，與水驅油機理相比，聚合物溶液驅油效率的提高均與聚合物溶液 的彈性有關，其彈性可以提高驅油效率。因此，聚合物驅可以大幅度地提高非均質性較 嚴重的油層的采收率。
粘彈性的聚合物溶液在地面管道中流動時，“剝離”管壁上油膜的能力比水大得多。 與牛頓流體相比，前端對其后邊及管道邊界處具有較強的“拉、拽”作用，牛頓流體則 無此現象[11]。水驅后的殘余油類型可以分為以下幾種：①巖石表面的油膜；②“盲端” 狀殘余油；③毛管力作用下的孔喉殘余油；④巖心微觀非均質部分未被波及的殘余油 通過微觀仿真模型和二維蝕刻的玻璃巖心實驗[11，13]觀察到，水驅后的殘余油主要是被：
合物溶液“拉、拽”或“剝離”出來的，實驗可以清楚地觀察到，水驅殘余油首先被拉 伸，形成細長的油柱。當該油柱與下游殘余油相遇時，油柱迅速變細，形成“油絲”通 道，粘彈性聚合物溶液的法向力可使形成的“油絲”通道穩定，使各種不連續的殘余油 珠（膜）聚并而形成可流動的油流，最終提高微觀驅油效率。
有研究將聚合物驅驅油效率的提高歸結為聚合物溶液較強的平行于油水界面的殘 余油拖動力[89]，聚合物溶液驅動殘余油的力不是垂直油水界面的力，而是平行于油水界 面的力，該力能從盲端、孔喉中把殘余油“拉、拽”出來。該研究中認為牛頓流體與粘 彈性流體驅替時驅動力的差異是，粘彈性流體流束邊緣流速局、粘度大、作用范圍廣（流 束可膨脹），因此平行于油水界面的力較大，可以部分或全部地將殘余油拽出，降低殘 余油飽和度。這一機理可以解釋聚合物驅驅油效率上升的現象，但是關于殘余油的驅動 力分析中，認為驅動力的大小與驅替液的粘度有關，其結果往往使得宏觀壓力梯度上升， 因此是不成熟的。
王德民等在總結已往經驗的基礎上，結合微觀、宏觀室內實驗和礦場試驗結果，從 殘余油的運動現象和微觀受力分析入手，首次提出了粘彈性流體驅替時的“微觀力”是 提高驅油效率的主要原因這一觀點[94,95]。研究認為粘彈性流體驅時由于流線改變所產生 的微觀力高于牛頓流體，法向應力效應越強，則流線的改變越大，微觀力的強弱與驅替 液的彈性有關。微觀力作用于殘余油的突出部位，使得突出部位變形并與主油團脫離， 變為可動油，從而降低殘余油飽和度，且微觀力在宏觀上的總和為零，不會增加宏觀壓 力梯度。該機理可以解釋從微觀到宏觀實驗以及現場試驗中聚合物驅驅油效率上升的現 象。
綜上所述，聚合物驅時，溶液的粘彈性在提高采收率中同時發揮著作用。聚合物溶 液的高粘度使其在油層中的宏觀波及體積增加，而高彈性使得微觀驅油效率增加，二者 共同的作用使采收率增加。
1.3本文的主要研究工作
本文的主要任務是，通過理論分析及室內實驗，研究不同聚合物體系的粘彈特性， 同時對聚合物溶液粘彈性及毛管數對驅油效率的作用機理進行分析，具體內容包括：
(1)用流變儀測定聚丙烯酰胺、梳形聚合物和締合型聚合物等三種不同種類聚合 物溶液的流變特性及粘彈性，研究聚合物類型、溶液質量濃度、聚合物分子量、表面活 性劑等因素對流變性及粘彈性的影響。
(2)通過對聚合物驅過程中觀測到現象的分析，提出驅替液流線改變產生的微觀 力可以提高驅油效率的觀點；多方面論證微觀力的存在和特點，并利用該機理解釋可視 巖心實駘中觀測到的聚合物驅的獨特現象。
(3)通過室內實驗，研究模擬油藏條件下不同分子量、不同質量濃度聚丙烯酰j 溶液粘彈性及毛管數對驅油效率的影響規律。
(4)研究不同潤濕性孔隙介質條件下聚丙烯酰胺溶液粘彈性及毛管數對驅油效率 的影響規律。
(5)研究不同種類聚合物溶液的粘彈性及毛管數對驅油效率的影響規律。實驗用 聚合物包括常規聚丙烯酰胺類聚合物、梳形聚合物和締合型聚合物等。