Успешное и широкое применение заводнения нефтяных место­рождений, обеспечивающего существенное увеличение конечной нефтеотдачи пластов, по сравнению с режимами истощения, поста­вило перед нефтяной промышленностью очень сложную проблему дополнительного извлечения нефти из сильно истощенных, завод­ненных нефтеносных пластов с рассеянной, нерегулярной нефтенасыщенностью. Остаточная нефть в заводненных пластах, как уже отмечалось, удерживается в неподвижном состоянии поверхностно-молекулярными, капиллярными силами в масштабе отдельных пор и малопроницаемых включений, а также вязкостными силами в масштабе слабопроницаемых разностей и слоев пласта. Заставить двигаться остаточную нефть в заводненных пластах можно, только полностью устранив действие капиллярных сил или снизив их на­столько, чтобы они были меньше гидродинамических сил, создавае­мых перепадом давления, и выровняв подвижности в различных слоях.

Мицеллярно-полимерное заводнение и направлено на устране­ние капиллярных сил в заводненных пластах и вытеснение оста­точной нефти.

Структура и состав мицеллярных растворов. Как известно, углеводородная жидкость (нефть, керосин) и вода между собой не смешиваются в обычных условиях. Но когда к ним добавляется третий компонент — специальное, растворимое в нефти и воде поверхностно-активное вещество (ПАВ), они могут смеши­ваться. Молекулы ПАВ за счет энергии взаимодействия с водой и нефтью служат связующим звеном между молекулами углево­дородной жидкости и воды. При их перемешивании в определен­ных условиях получается однофазный гомогенный раствор, или микроэмульсия. При этом образуются так называемые нефтеводяные мицеллы-агрегаты молекул типа жидких кристаллов с жид­ким ядром, внутри которых молекулы нефти и воды способны перемещаться относительно друг друга. Такие растворы назы­ваются мицеллярными растворами или микроэмульсиями (раство­римая нефть или вспученные мицеллы). В зависимости от степени различия энергий взаимодействия молекул ПАВ с молекулами воды и нефти могут образоваться сферические или пластинчатые (многослойные) мицеллы размером от  до  мм.

С нефтью и водой могут смешиваться спирты и жидкая двуокись углерода. Однако некоторые спирты плохо растворяются в воде (бутиловый и пропиловый), а другие, наоборот, плохо растворяются в нефти (этиловый и метиловый). Двуокись углерода растворяется в воде и в нефти разного состава и плотности. Исследования СО₂ были начаты в начале 50-х годов.

Механизм явлений. Углекислый газ, или двуокись углерода, образует жидкую фазу при температуре ниже 31,2 °С. Однако при содержании в ней углеводородов температура, при которой возможно существование жидкой двуокиси углерода, повышается вплоть до 40 °С. При температуре выше 31 °С двуокись углерода находится в газообразном состоянии при любом давлении. Давление 7,2 МПа также является критическим. При меньшем давлении СО₂ из жидкого состояния переходит в пapooбразное (испаряется).

Плотность и вязкость жидкой двуокиси углерода изменяются в пределах от 0,5 до 0,9 т/м³ и от 0,05 до 0,1 мПа·с, а газообразной — от 0,08 до 0,1 кг/м³ и от 0,02 до 0,08 мПа·с при давлениях 8—25 МПа и температуре 20—100 °С.

При высоких давлениях (более 15 МПа) и низкой температуре пласта (менее 40°С) плотность жидкой и газообразной двуокиси углерода становится почти одинаковой (0,6—0,8 т/м³).

Показателем экономической эффективности методов увеличе­ния нефтеотдачи пластов служит годовой экономический эффект. Его можно определять на основе сопоставления приведенных затрат базового варианта и разработки с применением метода. Приведенные затраты представляют собой сумму себестоимости и нормативной прибыли:

З = С + ЕК, 

Объективная экстраполяция показателей добычи нефти и дру­гих показателей разработки залежи, участка - основной и наи­более точный способ определения технологического эффекта по фактическим результатам опытно-промышленных работ или про­мышленного внедрения метода повышения нефтеотдачи пластов. Существуют различные способы графоаналитического или стати­стического анализа эффективности методов увеличения нефтеот­дачи пластов, основанные на отыскивании эмпирической зависи­мости изменения показателей разработки базового варианта в период до начала применения метода и экстраполяции ее на будущий период его применения.

Помимо указанных критериев, общих для всех методов увели­чения нефтеотдачи пластов, при выборе одного метода для кон­кретных геолого-физических условий того или иного месторожде­ния необходимо руководствоваться следующими дополнительными частными критериями.

1.  Вытеснение нефти углекислым газом.

Вязкость нефти должна быть меньше 10-15 мПа·с, так как при

более высокой вязкости ухудшаются условия смесимости СО₂ с нефтью. Все известные промышленные опыты с углекислым га­зом проводились на месторождениях с меньшей вязкостью нефти.

Пластовое давление должно быть более 8-9 мПа для обеспе­чения лучшей смесимости углекислого газа с нефтью, которая повышается с увеличением давления.

Толщина монолитного пласта более 25 м снижает эффектив­ность из-за проявления гравитационного разделения газа и нефти и снижения охвата вытеснением.