关于聚合物驱油机理的认识，一直以来就存在着明显的争议，主要概括为两种观点:
(1)传统的毛管数理论认为聚合物驱只是通过增加注入水的粘度，改善油水流度比， 扩大注入水在油层中的波及体积，从而提高原油采收率。体系的驱油效率是由毛管数决 定的，聚合物驱并不能提高驱油效率，降低残余油饱和度[81_84]。（2)认为聚合物驱可以 提高驱油效率，驱油效率的提高主要归咎于聚合物溶液的弹性[1U3,85]。
有实验研究[11]表明，清水配制的聚合物溶液扩大波及体积和提高驱油效率的作用各 占50%。大庆油田己开展复合驱油矿场试验区的采收率提高值均高于预测值，多提高的 6%〜8%OOIP的采收率被认为是粘弹性三元复合体系的弹性作用，而最主要的就是体系 中聚合物溶液弹性作用的结果。不同流变特性的驱替液在性质相近的人造岩心中的最终 采收率和采收率增值的研究表明@1，水驱后，聚丙烯酰胺溶液的采收率比甘油驱后增加 8.0%OOIP。这是闵为具有粘弹件的聚合物溶液在其粘度与甘油相当的备件下还具有弹 性。这些试验都说明，在多孔介质中聚合物溶液的粘性和弹性的共同作用导致了采收」 的增加。
注入速度与驱油效率的关系研究表明，利用聚合物溶液的粘弹性可以提高驱油效率 [86_88]，在流速略高于临界流变速度时聚合物驱油效率最高[89]。大量的岩心驱油实验结果 表明[1U3]，粘弹性的聚合物溶液均会不同程度地降低各类残余油量，其弹性越大，携带 出的残余油量越大，驱替效率越高。此外，数值模拟研究结果也表明[85_9°]，驱替液的弹 性是影响盲端波及效率的重要因素。第一法向应力差可以作为聚合物溶液在多孔介质中 弹性的表征，第一法向应力差越大，驱油效率提高值越大[84]。这些研究均表明，粘弹性 的聚合物溶液不仅可以提高波及体积，而且可以提高驱油效率。近十几年来，对聚合物 溶液微观驱油机理的研究主要有下面内容。
黄颜章等[91_92]在微观驱油实验中观察到亲水岩心在聚合物驱油时，出现了挟带和 “拉丝”现象，并以挟带为主，而在亲油岩心中，聚合物溶液驱油的主要特点是油路桥 接现象和形成油丝，并以桥接为主。而在水驱油微观实验中，强亲水模型的水驱机理主 要是剥蚀和驱替。孙焕泉等人[93]则认为，聚合物溶液驱油效率的提高是由于聚合物有改 变油水界面粘弹性的作用，使得油滴或油段易于拉伸变形，容易通过阻力较小的狭窄喉 道，从而提高驱油效率。由于实验时聚合物驱油的压差不大于水驱油压差，所以驱油时 聚合物溶液以粘性为主，弹性为次，也是以桥接和挟带为主。
郭尚平等人[92]认为聚合物溶液与水驱油相比，驱油效率的提高是由于粘弹性的聚合 物溶液与油的剪切应力大于水与油的剪切应力。韩显卿等[88]认为粘弹性聚合物溶液提高 微观驱油效率的机理是在孔喉处拉伸应力的作用下，粘弹性的聚合物大分子发生形变而 变长变细，由于分子形变而导致孔喉处压力梯度上升，有利于驱走孔喉处的残余油。
王德民等根据室内岩心驱替实验、微观驱油实验以及数值模拟技术，并结合油田生 数据的综合分析，认为粘弹性聚合物溶液作为驱替液可在一定程度上驱替油藏孔隙面的 油膜、盲端及孔喉残余油，因而可以提高微观驱油效率[11_13’88_9°]。
研究认为聚合物溶液提高驱油效率的机理主要表现在三个方面[4]:①本体粘度使聚 合物在油层中存在阻力系数和残余阻力系数，是驱替水驱未波及残余油和簇状残余油的 主要原因。②界面粘度使聚合物溶液在多孔介质中的粘滞力増加，是驱替膜状、孤岛状 残余油的主要机理，这是由于聚合物溶液与残余油之间的界面粘度远远高于注入水与残 余油间的界面粘度值；聚合物溶液在毛细管管壁附近的速度梯度远远大于水在其上的速 度梯度。③拉伸粘度使聚合物溶液存在粘弹性，是驱替盲状残余油的主要原因。
这些研究均表明，与水驱油机理相比，聚合物溶液驱油效率的提高均与聚合物溶液 的弹性有关，其弹性可以提高驱油效率。因此，聚合物驱可以大幅度地提高非均质性较 严重的油层的采收率。
粘弹性的聚合物溶液在地面管道中流动时，“剥离”管壁上油膜的能力比水大得多。 与牛顿流体相比，前端对其后边及管道边界处具有较强的“拉、拽”作用，牛顿流体则 无此现象[11]。水驱后的残余油类型可以分为以下几种：①岩石表面的油膜；②“盲端” 状残余油；③毛管力作用下的孔喉残余油；④岩心微观非均质部分未被波及的残余油 通过微观仿真模型和二维蚀刻的玻璃岩心实验[11，13]观察到，水驱后的残余油主要是被：
合物溶液“拉、拽”或“剥离”出来的，实验可以清楚地观察到，水驱残余油首先被拉 伸，形成细长的油柱。当该油柱与下游残余油相遇时，油柱迅速变细，形成“油丝”通 道，粘弹性聚合物溶液的法向力可使形成的“油丝”通道稳定，使各种不连续的残余油 珠（膜）聚并而形成可流动的油流，最终提高微观驱油效率。
有研究将聚合物驱驱油效率的提高归结为聚合物溶液较强的平行于油水界面的残 余油拖动力[89]，聚合物溶液驱动残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，该力能从盲端、孔喉中把残余油“拉、拽”出来。该研究中认为牛顿流体与粘 弹性流体驱替时驱动力的差异是，粘弹性流体流束边缘流速局、粘度大、作用范围广（流 束可膨胀），因此平行于油水界面的力较大，可以部分或全部地将残余油拽出，降低残 余油饱和度。这一机理可以解释聚合物驱驱油效率上升的现象，但是关于残余油的驱动 力分析中，认为驱动力的大小与驱替液的粘度有关，其结果往往使得宏观压力梯度上升， 因此是不成熟的。
王德民等在总结已往经验的基础上，结合微观、宏观室内实验和矿场试验结果，从 残余油的运动现象和微观受力分析入手，首次提出了粘弹性流体驱替时的“微观力”是 提高驱油效率的主要原因这一观点[94,95]。研究认为粘弹性流体驱时由于流线改变所产生 的微观力高于牛顿流体，法向应力效应越强，则流线的改变越大，微观力的强弱与驱替 液的弹性有关。微观力作用于残余油的突出部位，使得突出部位变形并与主油团脱离， 变为可动油，从而降低残余油饱和度，且微观力在宏观上的总和为零，不会增加宏观压 力梯度。该机理可以解释从微观到宏观实验以及现场试验中聚合物驱驱油效率上升的现 象。
综上所述，聚合物驱时，溶液的粘弹性在提高采收率中同时发挥着作用。聚合物溶 液的高粘度使其在油层中的宏观波及体积增加，而高弹性使得微观驱油效率增加，二者 共同的作用使采收率增加。
1.3本文的主要研究工作
本文的主要任务是，通过理论分析及室内实验，研究不同聚合物体系的粘弹特性， 同时对聚合物溶液粘弹性及毛管数对驱油效率的作用机理进行分析，具体内容包括：
(1)用流变仪测定聚丙烯酰胺、梳形聚合物和缔合型聚合物等三种不同种类聚合 物溶液的流变特性及粘弹性，研究聚合物类型、溶液质量浓度、聚合物分子量、表面活 性剂等因素对流变性及粘弹性的影响。
(2)通过对聚合物驱过程中观测到现象的分析，提出驱替液流线改变产生的微观 力可以提高驱油效率的观点；多方面论证微观力的存在和特点，并利用该机理解释可视 岩心实骀中观测到的聚合物驱的独特现象。
(3)通过室内实验，研究模拟油藏条件下不同分子量、不同质量浓度聚丙烯酰j 溶液粘弹性及毛管数对驱油效率的影响规律。
(4)研究不同润湿性孔隙介质条件下聚丙烯酰胺溶液粘弹性及毛管数对驱油效率 的影响规律。
(5)研究不同种类聚合物溶液的粘弹性及毛管数对驱油效率的影响规律。实验用 聚合物包括常规聚丙烯酰胺类聚合物、梳形聚合物和缔合型聚合物等。