受原油黏度高,非均质性严重,油层厚等因素影响,渤海稠油油藏聚合物驱的效果远低于陆上稀油油藏的驱替效果。为了提高非均质稠油油藏聚合物驱效果,需要进一步认识稠油油藏聚合物的驱油机理。为此,通过制作微观刻蚀模型,开展非均质性、注聚时机和聚合物浓度对聚合物驱油效果的影响研究。根据渤海稠油油藏孔隙结构,设计并制作了模拟三层非均质刻蚀玻璃模型、1/4五点井网的均质和非均质刻蚀玻璃模型。利用刻蚀玻璃模型,分别开展了水驱和聚合物驱微观驱替实验,分析不同流体的渗流特征,论证了微观刻蚀模型的可靠性。通过研究非均质性、注聚时机和聚合物浓度对稠油油藏水驱和聚合物驱微观渗流特征和驱油效率的影响,包括研究驱替前缘、剩余油分布以及波及效率等特征参数的变化,分析了稠油油藏聚合物驱微观驱油机理:(1)相比均质模型,非均质模型的前缘突进现象更明显,水驱突破时间提前,水驱通道形成之后横向波及效率明显减慢,导致最终波及效率差;(2)水窜前转注聚的驱油效果明显好于直接注聚和水窜后转注聚的驱油效果。一方面,水窜前注聚合物能够有效控制水窜通道的流速,水窜前转注聚合物更利于聚合物扩大波及体积,而直接注聚导致剖面反转会限制波及体积的增加;另一方面,水窜前注聚比水窜后注聚具有更大的提高微观驱油效率的能力;(3)水窜后转注聚,增加聚合物浓度,驱油效率增加且增幅明显;而水窜前转注聚,增加聚合物浓度对波及效率及采收率的增加幅度不及水窜后转注聚的效果;注相同浓度的聚合物,水窜前转注聚驱油效果更好,分析认为聚合物浓度与注聚时机存在配伍性,水窜前转注聚时机可以降低对聚合物性能的要求。因此,利用适当流度控制能力的聚合物,结合注入时机和聚合物浓度等手段,能够进一步更有效地提高非均质稠油油藏聚合物驱的效果。