초저 투과성 고점도유 유전은 복잡한 '세 가지 고(高)' 특성(높은 응고점, 저온에서 높은 점도, 높은 왁스 함량)으로 인해 유체의 투과가 방해를 받아 채유 효율이 낮고 잔류유의 존재 형태가 복잡하여 고점도유 유전의 채취율 향상을 심각하게 제한하고 있습니다. 고점도유 유전에서 다양한 치환 매질의 미시 투과 거동과 잔류유 분포 및 존재 형태에 미치는 영향 메커니즘을 탐구하기 위해 자체 개발한 고해상도 미시 가시화 치환 실험 시스템을 기반으로 물, 저산소 공기 및 CO₂ 이 세 가지 대표 치환 매질의 고해상도 미시 치환 비교 실험을 수행하였습니다. 고배율 금속 조직 현미경과 심도 재구성 기술을 결합하여 다양한 치환 조건하에 다중 배율의 준 3차원 잔류유 분포 영상을 획득했으며, 이를 통해 유상 이동 경로, 계면 진화 과정 및 잔류유 존재 상태를 직관적으로 묘사하였습니다. 실험 결과 CO₂ 치환은 용해 팽창 작용, 원유 점도 현저한 저하 능력 및 암석 습윤성 개선 작용을 통해 원유의 탈착 및 이동 능력을 크게 향상시켜 최상의 미시 치환 효과를 나타냈습니다; 저산소 공기 치환은 두 번째로 우수하며, 팽창 교란 작용이 유상 계면을 활성화시켜 유효 회수율을 현저히 증가시켰습니다; 반면 물 치환은 가장 낮은 효과를 보였으며, 치환 전선의 진전이 제한되고 잔류유는 주로 미세 기공 경부 구조 및 비우세 투과 통로에 잔류하며 분산되어 활용이 어렵습니다. 더 나아가 장핵 거시 치환 실험을 수행하여 앞서 언급한 미시 메커니즘이 거시 규모에서 회수율에 미치는 긍정적 중첩 효과를 검증하였으며, 미시 치환 행동과 거시 치환 성능 간의 내재적 연관성을 밝히고, 각 치환제별 작용 메커니즘, 잔류유 존재 특성 및 치환 효율의 차이를 명확히 하였으며, 잔류유 분포 및 활용 정도를 제어하는 주요 영향 인자를 규명하였습니다. 본 연구는 고점도유 유전 개발 후반기 치환 방식 우선 선택 및 주입 공정 매개변수 최적 설계에 대한 실험적 근거와 이론적 지지를 제공합니다.

고점도유 유전;미시 가시화 실험;미시 치환 메커니즘;잔류유 분포;중첩 효과