超低浸透高凝油油層は、その複雑な“三高”（高凝固点、低温高粘度、高含蝋）特性により、流体の浸透が阻害され、採油効率が低く、残留油の分布形態も複雑であり、高凝油層の回収率向上を著しく制約している。高凝油層における異なる駆替媒質の微視的な浸透挙動および残留油の分布・存在形式への影響メカニズムを探るために、独自開発した高分解能微視的可視化駆替実験システムを活用し、水、低酸素空気、CO₂の３つの代表的な駆替媒質に対する高分解能微視的駆替比較実験を実施した。高倍率光学顕微鏡と焦点深度再構成技術を組み合わせ、異なる駆替条件下での多倍率かつ準三次元的な残留油分布画像を取得し、油相の移動経路、界面の進化過程、残留油の存在状態を直感的に描写した。実験結果は、CO₂駆替が最良の微視的駆油効果を示し、その溶解膨張作用、原油粘度の著しい低減能力、岩石の湿潤性改善作用により、原油の脱着および移動能力を著しく増強したことを示した。次に、低酸素空気駆替はこれに次ぎ、その膨張攪乱作用により油相界面を活性化し、採油効率を著しく向上させた。対照的に、水駆替は最も効果が低く、駆替前縁の進展が制限され、残留油は主に微細孔喉部構造および非優勢浸透経路に滞留し、分散状態で動用しにくかった。さらに、長芯のマクロ駆替実験も実施し、上述の微視的メカニズムがマクロスケールでの採収率への正の重畳効果をもたらすことを検証し、微視的駆油挙動とマクロ駆油効果との内的関連性を明らかにし、駆替剤別の作用機構、残留油存在特性および駆油効率の差異を明確化し、残留油分布と動用程度を制御する主要因子を特定した。本研究は、高凝油層の後期開発における駆替方式の最適選択および注入工程パラメーターの設計最適化に対する実験的根拠と理論的支援を提供する。

高凝油油層;微視的可視化実験;微視的駆油メカニズム;残留油分布;重畳効果