三次采油中广泛采用聚合物驱的方法,可以有效地提高采油率。但是在聚驱的后续过程中出现了诸多问题,如注聚压力升高、注聚速度下降等,这严重影响了聚驱效果。传统的解堵方法常采用强氧化剂,其安全性低且效果较差,因此研究注聚井堵塞物的形成机理,寻找防堵塞的化学方法对聚驱工作具有重要作用。通过分离堵塞物,发现它的主要成分为砂土、污油以及包括水在内的挥发物。对分离出来的原油和参比原油进行了四组分和相应的元素分析,结果表明,堵塞物中的沥青质的平均结构与原油中沥青质的平均结构没有明显差异,说明堵塞物的形成不是沥青质在砂土表面的选择性吸附。为了进一步解析堵塞物形成的机理,本文重点研究了聚合物与砂土的相互作用机理。首先对聚合物的相关性质进行了研究,发现分离出来的聚合物与注聚前的聚合物的氮元素与氢元素差异明显,说明驱油过程中聚合物在地层发生了分子结构变化,部分酰氨基水解成带负电的羧酸基;另外还研究了金属离子对高聚物的聚沉作用,发现三价离子具有强烈的聚沉作用。然后对砂土的相关性质进行了研究,得到了砂土的基本成分;砂土的Zeta电势实验证明,Ca2+能够有效降低砂土的Zeta电势,有利于同是带负电荷的羧酸基吸附到砂土表面,考虑到地层水的矿化度,进一步支持了堵塞物的形成是由聚合物的选择吸附引起的。因此,在后续的研究中深化研究了砂土与聚合物的相互作用,研究包括聚合物溶液对砂土的润湿性、聚合物在砂土表面上的吸附、以及聚合物对砂土的团聚作用。模拟地层温度,将高聚物在65℃下水解后,进行了对比实验。结果发现,水解以后的聚合物与砂土之间有着更强的相互作用力,能够更容易的团聚砂土。为了在微观上展示聚合物分子在砂土表面上的吸附构型,论文还进行了分子动力学模拟计算,发现蜷曲的聚合物分子通过部分极性基团与砂石表面的羟基形成氢键,吸附在砂土表面,支持聚合物吸附是堵塞物形成的原因之一。综合实验结果可以推定:堵塞物的形成是由于聚合物在地层中部分水解,形成更多的羧基,而地层水中的金属离子降低了砂土表面的Zeta电势,使得高聚物在砂土表面吸附,是形成堵塞物的重要原因;同时,在高价金属离子存在的条件下,聚合物发生多分子交联作用,发生聚沉,这是堵塞物形成的另一重要原因。