本文针对目前许多油田的产出水处理过程中伴生的大量污泥所造成的严重环境污染问题，以污泥在提高石油采收率中的高效利用为目标，开展了利用污泥产生二氧化碳气体以及利用污泥作为增强材料提高聚合物凝胶封堵强度的技术研究。根据这两条技术思路，优化了两种体系的配方：一种是以提高产气效率为目的的“盐酸——污泥”体系；另一种是用污泥作为填充材料，与接枝共聚物进行复配；并对这两种体系的性能进行了评价。对自生气体系中产生的二氧化碳在微孔隙中的渗流及物理化学反应特性进行了研究。 污泥与盐酸在地层中的反应机理在对污泥组分和结构研究的基础上，根据污泥与盐酸反应生成二氧化碳气体提高采收率的技术思路探讨了其作用机理。基于单液法思路，开展了各种酸的筛选、表面沉淀以及润湿性改变延缓污泥与酸反应速度的研究，提出了通过改变污泥颗粒润湿性延缓其与盐酸反应的技术方法。在密闭条件下，模拟了盐酸与污泥在地层中的反应，随着初始压力的增加，反应速度呈指数降低；根据这一特点，提出了“盐酸——污泥”体系单液法注入工艺。通过自生气泡沫体系在岩心中的流动实验发现，高压下，由于气体在溶液中有较大的溶解度，泡沫产生的可能性较小，泡沫的形成一般在岩心出口端附近或压力降低后。 污泥颗粒与盐酸在地层中的反应效率研究在机理研究的基础上，进一步研究了“盐酸——污泥”自生气体系在不同注入工艺下的产气效率，单液法工艺的产气量多于双液法交替注入工艺。用Kumar表观孔隙度模型，分析了污泥与盐酸在多孔介质中的反应特性，颗粒在多孔介质中的堵塞及产气规律与模型有较好的相关性。因此，用污泥作为自生气驱油体系，单液法的产气效率较好；但总的产气量不足，若要发挥气体的作用，建议补充注入一部分二氧化碳气体。 污泥复合调剖体系的优选及性能评价填砂管中的封堵实验表明，酸性水玻璃自生气体系不仅能对高渗层产生有效的封堵，而且提高了污泥与酸的反应效率。但由于水玻璃凝胶本身脆性大，不耐冲刷；针对这一缺点，合成了以污泥作为填充料的天然聚合物接枝体系，流变实验表明，对于接枝体系，在其它条件相同的情况下，加入适量的污泥后，其粘弹性都有不同程度地提高。 二氧化碳水溶液的渗流及化学反应特性通过氮气、二氧化碳气体以及二氧化碳水溶液在微管中的流动实验，结果发现，在相同的压力梯度下，二氧化碳在微管中的流动速度和折算渗透率比氮气的大；由于二氧化碳气体分子的扩散作用，使得微管吸附水层部分参与流动，从而使得雷诺数增加，即微管的有效流动半径增加。经过二氧化碳水溶液的驱替实验后，岩心的渗透率增加，通过组分分析可知，岩心的碳酸盐含量降低，即产生了溶蚀和扩孔作用。电镜观察发现，由于二氧化碳水溶液的溶蚀不仅使得岩心的孔隙尺寸增加，同时也增加了次生孔隙的空间。总之，二氧化碳在储层中的良好注入性不仅归因于其对岩石的酸蚀扩孔作用，更重要的还由于其特殊的微尺度效应。