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疏水缔合聚合物其应用性能不仅与其复杂的分子结构参数(疏水单体含量、分布、分子量、水解度等)有关,还与缔合作用形成的多分子聚集体流体力学尺寸与油藏孔喉的匹配性密切相关。本文通过不同条件下相近剪切黏度聚合物体系的均质渗流、均质/非均质驱油实验,针对性地研究不同疏水基含量缔合聚合物的注入传导性、渗流阻力建立能力及均质/非均质驱油效果,获得了不同疏水基含量缔合聚合物与油藏渗透率/渗透率级差匹配性间的规律认识。主要内容如下:(1)改变疏水单体投料比,通过水溶液自由基聚合后水解方式,合成了溶解性良好、黏均分子量相当、水解度相近、疏水基含量不同的DM系列缔合聚合物,后续研究均在20s-1黏度60mPa·s的条件下进行。流变测试表明DM-2的假塑性程度最大、增稠性最强,黏弹性最好;稳态荧光光谱测试表明,随疏水单体含量增加缔合强度先增加后减小,缔合密度一直增大,DM-2黏弹性高于DM-3的根本原因在于DM-3缔合密度对黏弹性的贡献小于DM-2缔合程度的贡献。(2)通过实验室自制的均质多测压点平板夹砂长渗流模型实验平台研究了具有相近剪切黏度的DM系列聚合物在0.55μm2～6.93μm2渗透率范围内的渗流特性及机理。结果表明,在实验渗透率范围内聚合物体系均表现出良好的注入传导性,但随着疏水单体含量的增加或渗透率的降低,注入压力增大,各测压点处压力从开始抬升到平衡的时间增加,注入量增加,各段压差增加,后端压力点从起压到压力平衡的时间间隔更长,建立流动阻力滞后。同时,在一定的临界渗透率上下缔合聚合物(DM-1～DM-3)分别表现出了沿程各级压差相等(等阻模式)和逐级增大(增阻模式)两种模式,DM-0在所有渗透率下均为等阻模式,随着渗透率的不断降低,疏水缔合聚合物更容易表现为增阻模式,随着疏水单体含量的增加,出现增阻模式的临界渗透率越大,分别为DM-1(1.88μm2)、DM-2(5.03μm2)、DM-3(6.93μm2)。渗流流出液的微孔滤膜过滤和原位检测表明,缔合聚合物表现增阻模式的主要机理是渗流过程中聚集体尺寸的增大和黏度增加,前者的影响更大。(3)通过实验室自制的可重复、可量化的“一注四采”圆状模型实验平台研究了相近剪切黏度DM系列聚合物在不同渗透率下的均质驱油特性,并结合前述渗流特征进行分析。结果表明,与不含疏水单体的DM-0相比,缔合聚合物的驱替前缘较为稳定、指进现象较弱,尤其疏水单体含量较高时呈现活塞式驱替效果;注入相同体积的聚合物时,DM-0的波及面积大于疏水缔合聚合物,但相同波及面积下,DM-0的采收率比DM-2低8%,这表明提高采收率的能力同时受波及能力与微观驱油效率的影响;虽然DM-3比DM-2能建立更高的渗流阻力,但均质条件下DM-3的最终采收率大多较DM-2的差,表明均质条件下最大采收率对应最佳疏水单体含量,而这与DM-3建立较高阻力时注入性相对变差有关;均质条件相近剪切黏度体系在等阻模式下采收率的差值主要表现为聚合物溶液提高微观驱油效率的差异,而增阻模式的采收率还与注入量相关,注聚初期,分子流体力学尺寸是决定采收率的主要因素,而最终采收率是由聚合物黏弹性、分子流体力学尺寸与孔喉尺寸的匹配关系共同决定。实验条件下,高疏水基含量的缔合聚合物与高渗透率均质地层相匹配,而在低渗透率均质地层中,由于低疏水基含量缔合聚合物具有良好的波及能力,其提高采收率的幅度更大。(4)通过可视化非均质模型研究了相近剪切黏度DM系列聚合物在不同渗透率级差下“等阻+等阻”、“增阻+增阻”及“等阻+增阻”三种渗流模式组合的驱油特性。结果表明,所有级差下“增阻+增阻”模式组合的最终采收率最高;注聚初期高渗透率级差下疏水单体含量越高的聚合物优先进入低渗区;不同疏水单体含量的聚合物匹配不同渗透率级差,获得最佳采收率对应的疏水单体含量随渗透率级差的增加而增大;非均质驱油中,渗透率级差与疏水单体含量的最佳匹配关系不随注入量变化而变化。综上所述,不同疏水单体含量缔合聚合物对油藏渗透率和渗透率级差存在适应性及选择性,表现出有规律的差异性,最适宜的匹配关系是:在某一渗透率条件下,缔合聚合物分子流体力学尺寸不影响注入性,同时又能最大限度地提高微观波及;而在某一渗透率级差下,聚合物在高渗区与低渗区所建立的渗流阻力,恰好能够使聚合物在高渗区和低渗区之间完成交替绕流,改善驱替液在油层间的分配比,建立合理的吸液压差,提高最终采收率。论文得出的结论有助于在特定油藏条件下发挥疏水缔合聚合物的正面作用,减少负面影响,为特定油藏设计和选择合适分子结构的缔合聚合物或者为特定分子结构的缔合聚合物选择合适的油藏提供理论依据与指导,在拓宽疏水缔合聚合物的使用条件和范围、改进分子结构设计及性能、丰富驱替机理等方面提供理论支持。