复合驱是指两种或两种以上化学剂作为主剂混合而成的驱油体系被称为复合驱油体系，相应的驱油方法被称为化学复合驱。

1917年Squires.F等人发现在注入水中加入廉价的碱可以进一步驱替油层孔隙中水驱后的残余油以来，人们一直在努力探索如何更高效地利用化学剂大幅度地提高石油采收率，其中一个重要的地技术思路便是综合利用各种化学剂不同的驱油特性以及它们复配后产生的“超加和效应”。

20世纪20年代，在德格鲁特(DeGroot.M)申请应用活性剂水溶液采油的专利中所使用的表面活性剂就是一种复配的混合物，其中活性剂浓度为250-1000 mg/L。以后进一步研究中发现各种不同的盐类同表面活性剂复配使用可以使油—水界面张力降为最低值。

1956年，Nelson.R.C、Saleem.S.M和Peru.D.A等人提出，在碱水中加入合成的表面活性剂以解决在驱油过程中的由于“最佳含盐量”和“最佳碱量”被破坏而造成的界面张力升高问题。有人将外加的表面活性剂称作“助表面活性剂”，并把这种驱油方法称为“助表面活性剂增效碱驱”。碱与原油中的酸性组分反应生成的表面活性物和助表面活性剂之间的协同效应，拓宽了最低界面张力的碱浓度范围，同时碱剂也降低了二价离子对表面活性剂的损耗，二者起到互补的作用。

20世纪60年代初，为了降低驱油剂的流度，提高波及效率，人们开始在碱水中加入聚合物，并将这种驱油方法称为聚合物强化碱驱和碱强化聚合物驱（AP）。例：美国的逖阿科公司（ Tiorco，INC）曾经在Isenhour油田进行过AP驱的先导性矿场试验，提高采收率达到26.4%。原因：驱油剂中的聚合物起到了改善流动、提高波及效率的作用；而碱剂不仅能够与原油中的酸性组分作用生成表面活性物，起到降低油—水界面张力的作用，还可以显著地降低聚合物在驱油过程中的损失。

20世纪80年初，碱—活性剂—聚合物三元复合驱油（ASP复合驱）技术发展迅速。最早由Dome等几个石油公司开发的碱—活性剂—聚合物三元复合体系一出现便受到普遍地重视。该体系在低浓度中(〈0.5%)加入适当的碱剂，并配以适当的聚合物以保持体系足够的粘度。采用该体系几乎能得到与AP驱相同的采收率增幅，而化学剂的用量却只是原来的1/10或者1/几十。

20世纪80后期，我国在前期研究的基础上开发出针对高酸值原油的ASP复合驱技术，并先后在克拉玛依、大庆等油田进行了较大规模地先导性矿场试验。

近年来三元复合驱得到了迅速发展。大庆油田矿场试验表明，聚合物驱比水驱提高原油采收率10%以上，而三元复合驱可比水驱提高原油采收率20%以上。

我国的大量矿场实验和室内研究结果表明，化学复合驱一般比一元化学驱的驱油效果好得多，普遍认为主要原因不仅仅是各种化学剂驱油特性的“综合效应”，更重要的是各种化学剂之间的“协同效应”或称为“超加和效应”。

一、复合体系驱油的综合效应

（一）、表面活性剂在“综合效应”中的作用主要为：

(1)降低驱油剂与原油之间的界面张力，提高驱油剂的洗油能力。

(2) 使原油发生乳化，抑制驱油剂沿原水流通道突进；

(3) 改善油层孔隙的润湿性，提高微观驱油效率。

（二）、聚合物的“综合效应”中的作用主要为：

(1)、改善驱油剂的流度比，提高宏观波及效率；

(2)、由于含聚合物驱油剂的粘弹性，可以提高微观驱油效率。

（三）、碱剂在“综合效应”中的作用主要为：

(1)、与原油中石油酸反应生成的表面活性物质，降低驱油剂与原油的界面张力。

原油的密度为0.9g/cm3，与水之间的界面张力为18.2mN/m。

（2）、使原油发生乳化，抑制驱油剂沿原水流通道突进；

（3）、可与钙镁离子反应或与粘土进行离子交换，起牺牲剂作用，保护了聚合物与表面活性剂。

（4）、可提高砂岩表面的负电性，减少砂岩表面对聚合物和表面活性剂的吸附量。

由于复合体系综合了各单一组分的特点，相互弥补了在驱油特性上的缺陷，使得复合驱即具有提高微观驱油效率的机理，又具有提高宏观波及效率的机理。

二、复合体系驱油的协同效应

复合驱油体系中各组分之间的“协同效应”主要表现在以下几方面:

(1)、体系中加入聚合物,增大了体系的视粘度,可以降低复合体系中其它组分(如表面活性剂和碱剂)的扩散速度,从而降低这些组分在油层中的损耗;

(2)、体系中的聚合物可与钙、镁离子反应，保护了表面活性剂，使其不易形成低表面活性的钙盐和镁盐；

(3)、聚合物有助于增强原油与碱、表面活性剂生成的乳状液的稳定性，利用乳化—携带机理提高驱油效率，利用乳化—捕集机理提高波及效率；

(4)、在盐的作用下，聚合物的大分子链和表面活性剂的非极性部分结合在一起，形成缔合物；另外，表面活性剂与聚合物之间的相互作用致使聚合物聚体形态发生变化，使聚合物分子链伸展，增强驱油体系的粘性；

5)、碱与原油中石油酸反应生成的表面活性剂和合成的表面活性剂之间具有协同效应，大幅度地增强了复合驱油体系降低油—水界面张力和乳化的能力；

(6)、碱可与油层水中的钙、镁离子反应或与粘土进行离子交换，起到牺牲剂的作用，减少昂贵的聚合物和表面活性剂的损耗；

(7)、混合表面活性剂组分之间的“超加和效应”。大量研究表明，混合表面活性剂体系的性能远优于相应的单一组分表面活性剂。

复合体系中碱、表面活性剂和聚合物之间的超加和效应在其驱油过程中表现得非常突出。最近几年，人们在超加和效应的机理及其利用等方面进行了大量深入、系统的研究。但是，由于复合驱本身特殊的复杂性，直至目前沿未形成完整的理论，还有许多问题需要继续深入探索。

从机理上看，ASP复合驱应该兼具碱驱、表面活性剂驱和聚合物之长，并且具有三种组分之间的协同效应。目前我国在ASP复合驱研究中取得的成果和大量的矿场试验结果均表明，ASP复合驱的确具有很高的驱油效率，总采收率可在水驱基础上提高20%左右。但是，在该技术的还有一些关键问题亟待解决：

1、表面活性剂的筛选与研制

常用驱油的表面活性剂可分为三类：

（1）石油磺酸盐。大多数EOR的表面活性剂配方中都含有石油磺酸盐。用润滑油生产白油时，可得到副产品—石油磺酸盐。由于对白油的需求有限，石油磺酸盐的供应短缺、货源不足；

（2）合成磺酸盐。这类磺酸盐价格比较高，便驱油效果更好；

（3）氧乙烯基磺酸盐。这类活性剂具有较强的抗盐能力。

虽然历经十余年的攻关，也取得了不少成果，但驱油用表面活性剂还未实现高效廉价和国产化，还有许多问题需要研究：

（1）扩大表面活性剂的原料来源。目前表面活性剂的原料来源已经扩大到煤、页岩和微生物和工业废液等。

（2）利用化学剂的协同效应。如单纯的石油磺酸盐和碱的水溶液与原油间的界面张力分别为5.5mN/m和2.1mN/m，而将二者复配后，界面张力可降至0.02mN/m。合理地利用协同效应可大幅度降低活性剂用量，提高驱油效率。

（3）耐温耐盐活性剂。针对许多高温高盐油藏，研究耐温耐盐活性剂是当前提高采收率技术领域的一个重要的研究方向。

2、化学剂在油层中损失

在驱油过程中，化学剂在油藏孔隙中有吸附、滞留，在其中相当一部分损失在注入井附近的油层内，尤其是表面活性剂的损失更为严重，使驱油体系到达油层深部后其性能大幅度降低。为了减少表面活性剂和聚合物的损失，目前常用的方法是选择一种廉价的化学剂作为牺牲剂。

使用牺牲剂一般有两种方法，一是将牺牲剂配入复合体系中，一起注入油层；二是将牺牲剂作为预冲洗段塞注入油层，然后再注入复合体系段塞驱油。

作为牺牲剂的物质是一些易于发生吸附的廉价无机盐或有机物，如：一般的碱剂（Na2CO3、NaHCO3、NaOH）、多聚磷酸钠、六偏磷酸钠、木质素磺酸钠，石油羧酸盐及小分子的聚丙烯酰胺，以及一些生物产品。

3、复合体系的组分分离

在室内实验和矿场试验中，都发现复合体系在孔隙介质中运移和驱油过程中发生明显的组分分离（或称色谱分离）。造成组分分离的原因是复合体系中各组分的分子量不同，与孔隙表面的相互作用特性不同。由于组分分离，复合体系的协同效应肯定会弱化。

在填砂管的产出液中，HPAM突破在前，NaOH随其后，石油磺酸盐产出最迟。这主要由于HPAM和NaOH在地层表面的吸附能力比不上石油磺酸盐，加上HPAM在地层中有不可入孔隙，而NaOH和石油磺酸盐没有，所以产出液中各种驱油成分形成上述的产出顺序。

在地层中，组合驱油成分的色谱分离现象是不可避免的，牺牲剂对地层的预处理有可能缓解这种现象。

4、结垢问题

在三元复合驱矿场试验中，一个最突出的问题是采油井结垢非常严重，有的油井检泵周期一个月左右。如果这个问题不从根本上得到解决，三元复合驱技术的大规模工业化应用将受到制约。通过对垢后的分析检测，主要成分为SiO2，这说明体系中的碱将油藏骨架溶解了，因此含碱的复合体系在驱油过程中对油藏的伤害也是不容忽视的问题。

5、采出液处理

三元复合驱采出液乳化严重，而且其乳状液的结构非常复杂，采出液处理的成本高。目前，我国针对ASP复合驱产出液的高效破乳剂研究已经取得了突破性进展。

三元复合驱体系仍处于工业性试验向工业性推广的过渡阶段，将来的发展方向是成为老油田增产的三次采油主导技术。三元复合驱的发展主要集中在新型表面活性剂的研制以及强碱向低碱甚至是无碱转化方面。目前主要的表面活性剂有：烷基苯磺酸盐和石油磺酸盐；石油羧酸盐、非离子表面活性剂和生物表面活性剂主要用作著助剂和牺牲剂。

如今有许多新型表面活性剂正处于研发阶段，它们都具有碱度要求低、原油适应性宽和界面性能优越等优点，但原料少，工业化生产难度较大。国内外表面活性剂的总体发展趋势是由强碱向弱碱向低碱方向发展，最终的发展趋势是向无碱方向发展以减弱三元复合驱的缺点；合成工艺由复杂化向简单化方向发展；理论研究，由对表面活性剂复配性能的研究向研究表面活性剂结构和性能关系方向发展。