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目前,国内非均质厚油层剩余油潜力巨大,大庆萨中开发区主力油层聚驱后仍有30%多的剩余油,提高采收率的潜力很大。海上稠油油田的非均质厚油层大多正处于聚驱试验阶段,聚驱后快速开发也成为迫切需要。本文首先从大庆油田与海上油田的油藏条件与开发需求入手优选了适合各自的化学驱体系,在大庆油田的储层条件下,选择了中等分子量聚合物做研究对比,优选出2种聚表剂体系和一种二元体系,海上油田优选出一种抗盐抗剪切的疏水缔合聚合物体系与一种二元体系。针对优选出的体系进行了微观光刻玻璃驱替实验,对比研究了这4种聚表剂和二元体系的微观驱替机理。针对大庆油田一类储层优选了聚表剂的注入浓度与注入段塞大小。针对海上油田储层测试得到了毛管数与驱油效率的关系曲线,依据关系曲线优选了二元体系浓度。根据陆上与海上油田区块各自特点依据相似准则设计了对应的物理模型,针对大庆厚油层制备了四层非均质加厚物理模型,并进行了驱替实验研究储层主流线上驱替状况,结果表明,在聚驱后注入1.05PV华鼎Ⅰ型聚表剂、海博BI聚表剂可以分别提高采收率19.01%和15.94%,在聚驱后注入二元体系可以提高采收率12.53%。针对海油典型区块依据相似准则设计了三层非均质不等厚加厚物理模型,并进行了物理模拟实验,结果表明：聚驱后再注入0.3PV二元体系后进行后续水驱采收率可以再提高31.48%。本论文研究了电极法测试含油饱和度的影响因素,并针对目前饱和油的稳态法测试得到数据不全的问题给出了解决方法,即采取不饱和油的稳态法和驱替法结合的方式解决,新方法可以得到全面准确的电阻-含油饱和度标准关系曲线。本论文研制了驱替实验含油饱和度的实时监测系统,可以实时生成含油饱和度分布图。本论文针对陆上典型区块和海上区块分别设计了层间合注分采二维并联模型研究储层提高采收率情况与平面波及情况,结果表明：针对大庆储层条件下聚驱注入1.05PV海博聚表剂可以提高采收率10.88%。注入1.05PV华鼎聚表剂可以提高采收率13.69%。运用海上典型M区块的三层非均质层间不等厚模型进行模拟实验表明：聚驱后再注入0.3PV二元体系可提高采收率19.3%。本论文为典型陆上区块设计了聚驱后注聚表剂试验方案,实际注入后出现调剖效果,本文针对典型海上区块提供了聚驱后注二元的矿场试验设计方案。