经过多年的高效开发,大庆油田主力油层已大部分被聚驱动用,剩余地质储量相对较大的二类油层大幅度提高水驱后采收率已成为今后一段时期油田稳产的主要开发目标。同主力油层相比,二类油层孔隙半径明显变小、粘土及泥质含量显著增加、粒度中值明显降低,储层渗透率更低,平面及纵向非均质性更为严重,对适用于一类油层的常规聚合物强碱三元复合驱能否经济有效实施带来问题。为解决低渗透率条件下的注入问题而使用中分子量聚合物强碱三元复合驱所带来的聚合物用量过大、储层伤害严重、表面活性剂吸附损失增加及化学剂色谱分离等系列问题无法避免且难以解决。因此,迫切需要开展适合于大庆油田二类油层无碱而高效的二元复合驱油技术研究。这是国内外至今未很好解决的重大技术难题,也是油田开发技术发展的方向和前沿课题。本文针对大庆二类油层渗透率变低、平面及纵向非均质性严重的油藏特性,依据缔合聚合物特殊分子结构所带来的高效增粘及调驱性能等优势,通过研究不同分子结构缔合聚合物的增粘性能、聚集体水动力学尺寸、注入及传导性能、调驱性能等,建立了一套依据储层特性设计二元复合驱油用缔合聚合物分子结构的方法,并通过该方法设计确定了应用性能符合大庆二类油层二元复合驱技术要求的缔合聚合物基本分子结构参数,经中试放大得到了缔合聚合物中试产品DP-1;针对无碱二元复合驱对表面活性剂的技术要求,开展了无碱表面活性剂的筛选及研发工作,合成了 HD系列双子表面活性剂,通过表面活性剂溶液性能研究、缔合聚合物与表面活性剂相互作用规律研究等,认识了缔合聚合物疏水单体含量、表面活性剂类型及复配等条件对二元体系流变及界面性能的影响规律,得到了应用性能符合要求的复合表面活性剂DMN产品;在此基础上,构建了 DP-1/DMN二元复合驱体系配方,综合性能评价结果表明,DP-1与DMN具有良好的配伍性,体系界面张力可在0.03%～0.3%的表面活性剂浓度范围内达到10-3 mN/m数量级,体系粘度达到40 mPa·s时可比1600万HPAM节省聚合物用量30%以上,且该二元体系具有较好的稳定性能、抗吸附性能、乳化性能及注入传导性能;通过室内物理模拟方法,评价了 DP-1/DMN二元复合体系驱油效果,优化给出了二元复合体系注入方式,采用该注入方式,室内条件下可比水驱进一步提高采收率21.74个百分点,成倍高于目前聚驱的效果。研究成果为大庆油田二类油层的经济有效开发提供了有效途径及技术储备,并为粘土矿物含量高、渗透率低、非均质性强的油层大幅度提高水驱后采收率提供了必要的借鉴与参考。