面对当前低迷的国际油价,化学驱技术的经济效益面临巨大的挑战,抗风险能力不足,尤其是在中国。因此,“低成本、高效率”的化学驱方法和体系将是下一阶段我国提高采收率技术的发展趋势。本文提出了一种低成本O/W乳液驱方法,利用高酸值原油中的活性组分,通过优化活性组分和碱的反应条件,制备不同性质的O/W型乳液。通过对皂化反应中的碱消耗量,乳化前后原油中酸性组分的变化,O/W型乳液的物理化学性能(流变性、微观形态、粒度分布、稳定性)的研究,特别是对O/W乳液稳定性,油滴尺寸/孔喉尺寸匹配性和提高采收率之间的关系,乳液驱在多孔介质中的驱油机理,纳米纤维素强化的O/W乳液稳定机理等研究,揭示了 O/W型乳液提高采收率机理,为“低成本、高效率”的化学驱方法和体系的构建提供理论基础和实验依据。首先,对单位体积原油需要消耗碱的量、乳化前后原油中的酸性组分及其物理性能进行了研究。实验结果表明,单位体积(mL)原油需要消耗0.71mg NaOH,乳化反应后原油中碳数为16和18(C16和C18)的脂肪酸明显减少,表明其与碱发生了皂化反应生成了表面活性物质以形成O/W乳液(pH≈7.0)。同时油水比例对乳液的粘度、微观形态和稳定性起着重要的影响作用。其次,通过物理模拟驱替实验和微观可视化实验,明确了乳液在多孔介质中的流动行为和驱油效率,揭示了 O/W型乳液的微观驱油机理。岩心驱替实验结果表明,由于贾敏效应,稳定型乳液的注入压力明显升高,而不稳定型乳液发生油水分离,注入压力变化不明显。从乳液驱效果上看,稳定乳液可以提高采收率6-17%。匹配系数越高、乳液越稳定,提高采收率效果越明显。微观可视化驱替实验发现,乳液驱能够扩大波及体积,降低残余油饱和度,乳化携带、剥离、封堵是该乳液在多孔介质中的主要驱油机理。最后,采用纳米纤维素(L-CNF和CNF)构建高稳定O/W乳液,研究了其稳定O/W型乳液的机理。实验结果表明,L-CNF和CNF在油水界面处发生不可逆吸附形成一层稳定的薄膜,其中63.1%的油滴表面被CNF覆盖,最终形成一种高度稳定的O/W乳液体系。综上所述,通过强碱诱导的O/W型乳液,因其独特的性质,在提高采收率技术方面具有应用潜力和深入研究价值。