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道中的驱油速度也是随机的，而剥蚀速度与束缚水饱和度及油水界面性质有关。因此，只要使大部分孔道中的驱替速度与束缚水的剥蚀速度相当就可以了，这个最佳配合的界限就是最佳驱油速度，只能结合具体的油层条件，用实验方法求得。 2.1.2 亲油地层中水驱油微观机理
在该模型中，束缚水主要以水珠的形式存在，油充满整个孔道系统。在亲油地层中进行水驱油时，可以看到，注入水沿着大孔道的中轴部位驱替原油，在孔道壁上的油膜可以沿壁流动，在小孔道中残留一部分原油。随着注水过程的延续，油膜也越来越薄，小孔道中的油也越来越少，最后形成水驱残余油。
在水驱油的过程中，束缚水可汇入注入水内，一同流动，起到驱替原油的作用。
从上述实验可以了解到，在亲油地层中水驱油的主要渗流机理是： （1）驱替机理：即注入水沿着孔道的中轴部位驱替原油
（2）油沿孔道壁流动机理：在水侵入孔道将中轴部位的油驱走以后，留在孔道壁上的油主要是以此方式运移
（3）合理利用这两种机理的目标是减少指进和增加壁流能力。因此，采用较低的驱替速度是合理的。 2.1.3 中性地层中水驱油微观机理
在中性的多孔介质中，水驱油的机理比较复杂，从实验中观察的现象可以知道，注入水主要沿大孔道的中轴部位驱替原油，这种现象与亲油介质中的相似，但是，注入水与束缚水不易接触，在它们之间有一层油膜，因而，束缚水不流动，在整个实验中，束缚水的位置和形状几乎没有变化。
2.2 油藏残余油的形成和分布机理
残余油的问题是油田开发的重要问题之一，它影响油田开发动态，影响水驱 采收率的大小，也影响进一步提高采收率技术路线的科学决策。
这里所谈的残余油是指注入水波及区内的残余油，而水波及区（或波及体积）是指被注入水封闭的区域，其中，有被油占据的部分，也有被水占据的部分，但是它的特点是封闭区内的油与封闭区以外的油是不连续的。
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残余油的形成与孔隙介质的结构及其表面性质有关，与油和水的性质有关， 也与驱替条件有关，所以，残余油形成的机理是复杂的。为了叙述方便，根据多孔介质的性质分类来讨论残余油的形成。 2.2.1 在亲水多孔介质中残余油的形成
在亲水多孔介质中，水驱油的过程是润湿相驱替非润湿相的过程，正如上面所述，水驱油的微观机理分为驱替机理和剥蚀机理，在最佳的驱油速度下，这两种机理达到最佳配合。这时，在均匀的多孔介质中，残余油很少，当驱油速度太大时，驱替机理的作用显著大于剥蚀机理，这样，一部分砂粒表面的油和小孔道中的油还没有来的及剥离，孔隙中大部分空间已经被水所占据，这部分油在被剥离以后即被水包围，也会由于贾敏效应而以珠状被滞留在大孔隙中。当驱油速度太小时，剥蚀机理远大于驱替机理，注入水沿着孔道壁进入孔隙，把孔隙中部的油包围起来，以珠状滞留在孔隙中。
如果多孔介质不均匀，渗流的速度场也将更复杂，这将导致形成各种形态的残余油。当小孔道群被周围大孔道所包围时，那么，在较高的驱替速度下，水就经大孔道运动，绕流包围小孔道群，这时，小孔道群中的油将被滞留。当大孔道群被小孔道所包围时，那么，在较小的驱替速度下，水就进入小孔道，而把大孔道群中的油包围而滞留下来。 2.2.2 亲油多孔介质中残余油的形成
在亲油的多孔介质中，水驱油是非润湿相驱替润湿相的过程，它的驱油机理是驱替机理和油沿孔道壁流动机理，不管驱替速度大小，水主要沿大孔道中轴部位向前流动。这样，残余油主要以大孔道壁上的油膜和小孔道中油柱的形式存在。
当多孔介质非均质严重时，就会出现各种各样形态的残余油，如果大孔隙包围着一个小孔隙群，那么，水将流过大孔隙而把小孔隙群包围起来，形成小孔隙群中的一片残余油，如果大孔隙群被小孔隙所包围，那么，水不易进入这些小孔隙而把这些小孔隙及其所包围的大孔隙中的油都圈闭起来，形成连片的残余油。 2.2.3 中性多孔介质中残余油的形成
在中性多孔介质中，水主要是沿着大孔道的中轴部位驱替原油，这一点与亲
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油多孔介质中的水驱油过程相似，残余油的主要形式是孔道壁上的油膜和小孔道中的段塞，同时，在注入水和束缚水之间也会形成油膜。这种形成残余油的机理还需进一步探讨。
3. 注气开发方式及注气驱机理
3.1 注气开发的方式
随着人们对注气开采原油技术的进一步研究，发现注气开发油田有它的优点，即可以大幅度的提高驱油效率，理论上可以达到100%，但是由于气体的密度、粘度都很低等的特点，容易造成粘性指进和气窜等问题，大大降低了原油采收率，因此为了减小这些缺点对开采效果的影响，针对开发油田地多样性，采取了不同的注气开发方式。注气开发方式现在有直接进行天然气、氮气或二氧化碳驱替、水气交替驱、气水交替驱和脉冲注气开发方式。[25][26][27]
气窜对油田开发产生巨大威胁，为解决气窜问题，采用气水混注的方法来控制驱替前缘，使之较为均匀地向前推进。气水混注在一定程度上减小了气窜影响的程度，但其有效性受到限制，并且在气水混注的过程中还可能出现其他一些问题。例如，气水混注可能使地层中某些部位的含水饱和度和含气饱和度增大，使油相有效渗透率急剧降低，影响石油产量，因此，非均质性和裂缝储层尽量不采用该方法。
按一定比例交替注入单一的水和气驱油，按注入程序可分为水／气交替驱和气／水交替驱，前者为先注水，后注气；后者为先注气，后注水。按交替次数可分单次交替驱和多次交替驱，每次单相注入量约为孔隙体积的10%。由于交替注入了非混相的气和水，交替驱油过程与单纯水驱或气驱有较大不同。前者是油、气、水三相在孔隙中共同渗流过程，油、气、水的分布各不相同。
先注入的气体具有气驱油的特征：气体分散占据大孔道，在渗透性较好的孔隙和层中气体饱和度较高。改为水驱后，由于气泡产生的贾敏效应使得水在大孔道或渗透性好的层中渗流阻力增大，驱动压力升高，高于单一介质驱替。由于驱动压差的升高，迫使部分注入水向渗透性较差的区（层）中分流，增加了细小孔隙的自吸几率，既扩大了水的波及面积，也提高了单位孔隙的扫油效率，因为气驱后的孔隙中仍有油存在于喉道处和孔壁上。注入水的一部分仍将沿大孔隙流
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动，它将占据大孔隙中的气体压缩并沿气体“让开”的空间渗流，其中有部分气体被水驱动随之渗流。被驱动的气体进入下个孔隙仍占据它，对流动的水具有一定的阻力，所以说扩大波及面积是随气的流动产生的。由于模型亲水，气驱后残余在喉道处的油被水以活塞的方式驱出。被驱动的油不是以水的形式驱气，而是以油膜的形式沿大孔隙中的气体表面流动，进入下一个喉道聚合成一个油段（喉道处），油在孔一喉之间循环，“油段一油膜一油段”的流动方式交替出现在孔一喉之间。而水的流动则须对气体进行压缩才可流动，因此，气可以降低水的流动能力。
先注入的水具有单纯的水驱特征：一部分水以非活塞的驱油方式进入到大孔道中，另一部分则以活塞式进入细小孔道和喉道中，将其中的油排出。滞留在大孔道中的油被水分割包围，形成孤立的、不连续的状态。因而，大大降低了油相的流动能力。注入的气体因大孔道中的油和水及喉道处水增加的毛管阻力，驱替压力明显升高，比气／水驱的压力高，气体主要沿含油孔道以活塞式驱油。因为，就润湿相而言，水为润湿相，它对孔壁的附着力大于油相，所占据孔道的渗流阻力相对较大。由于先注入的水在孔壁上铺上了一层较厚的水膜，这部分水在孔隙迂曲度大的地方偏多，在不同程度上也减小迂曲度，孔隙的粗糙度也因水膜的存在而降低。较单纯气驱中的残余油明显减少。水/气交替驱过程中，部分气驱中的特征，如“卡断一聚并”及“间歇式”流动特征较单纯气驱更为明显。由于三相流体同存于孔道中，流体的比表面积增大及水占据喉道，阻碍气体的流动，致使驱动压力升高。气体较容易在渗透性好的区（层）形成气窜，此现象在非均质模型中尤其突出，不利于扩大波及面积。
经过单次交替驱后的模型中的各相流体饱和度相差不大，随着驱替的不断进行，饱和度的变化是油相逐渐下降，气、水饱和度升高，水相升高得最快，参与渗流的三相流体中，油、气为非连续相。水因其润湿力最强而为连续相。其相对渗透率呈上升趋势；气相虽也上升，但幅度较小，其流动能力随水相上升而逐渐下降。三相流动过程中油的“油段—油膜—油段”流动形式是主要形式。
随着交替驱的进行，模型孔隙中含水饱和度逐渐增加，注入水开始占据大孔道，在孔道中部形成连续相，气相则以更小的气泡形式渗流。由于孔隙中流体的比表面积进一步增加，使得任何一种流体的注入驱替压力均较高。剩余的油以油
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膜形式聚集在气的周围，在孔喉处油膜较厚，聚集的油也较多，水驱气时，也将油采出。
油气水三相渗流时，其流动能力在大小孔道中各不相同，大孔道中油气水交叉共存，油膜在气体周围，油外有水，油相沿气水界面流动。在较细孔道中，则以气驱水、水驱油形式渗流，油水、气水界面相对比较稳定，而气油界面不很明显，这种流动方式有利于提高剩余油流动度。
在气驱油实验中，由于气的密度远小于油，在重力作用下产生分离。正韵律模型中，气体沿高渗透层顶部和中渗透层上部驱进，反韵律模型中，气体则沿高渗透层顶部指进，波及面最小。对于水驱，反韵律的波及面积比正韵律的好，无论哪种韵律模型，哪种流体驱替时，均在驱替前缘聚集一含油饱和度较高的富油带，气驱和水驱都存在很明显的重力作用。
不同的驱替方式直接影响驱油效果，交替驱油结果表明，水/气交替优于气/水交替驱，且在交替注入量一定的情况下，单次注入量越少，驱油效率越高，单次注入量大，不但不利于提高驱油效率，也不经济。
水/气交替驱油既克服了单纯水或气驱替过程中的绕流和渗透率层间差异造成的大量残余油问题，也减弱了气驱过程中，气沿渗透性好的层、区窜进问题，使水、气驱替优势互补。
脉冲注气的原理是同周期注水的原理类似，在地层中产生一个压力波，这样可以扩大波及面积，提高采收率。具体步骤是：首先在一定注入压力下注气，当压力上升到一定值后，停止注气，进行衰竭式开采，当压力降低到一定值后，再进行注气，不断重复该过程，气突破前气油比基本不变，突破后气油比迅速上升，当进行一次脉冲后，采出的油量很少时，停止注气。该方法对于低渗裂缝性油藏比较适合。因为低渗透裂缝油藏直接注气容易产生气窜，采收率不高，使用实际岩心迸行人工造缝，在长岩心中分别进行衰竭式开发、直接注烃气驱实验、注水实验和脉冲注气实验。细管试验表明，即使在破裂压力下注烃气也达不到混相，衰竭式开发可获得16.81%的采收率；直接注烃气比衰竭式提高采收率20.17%；脉冲注气比衰竭式提高采收率35.04%，脉冲注气驱油效果比直接驱油好得多，是值得选用的开发方式。从模拟岩心实验看，脉冲注气是解决裂缝性双重介质中注气的一种较好方法，国外也有类似的报道，值得推广应用。
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