进入21世纪以来,我国的经济发展飞速,能源消耗迅速增长,常规能源被开采殆尽,非常规能源的利用与开发变得越来越重要。稠油及超稠油作为非常规能源的重要组成部分,对它的开发利用已经迫在眉睫。由于稠油及超稠油的粘度较大、不宜开采、采收率较低,如何高效经济的开发和采收稠油及超稠油是一个非常值得研究的问题。在稠油开采过程中需要向油藏储层注入高温流体,高温流体会降低稠油粘度,但同时会对油藏多孔介质岩石骨架进行加热,致使岩石骨架发生变形位移进而导致变形破坏,影响油藏多孔介质的孔隙率及渗透率。本文以传热传质学、渗流力学与岩土力学为理论基础,结合数值模拟的研究方法,对在稠油热采中油藏多孔介质的热流固耦合特性进行研究,对影响多孔介质热流固耦合的因素进行了分析。首先,本文基于传热传质学、热力学、流体力学和岩石力学等相关学科的基本理论,综合考虑油藏储层多孔介质的弹性变形及受力、稠油受热渗流及多孔介质内部的热传导和对流传热等因素,建立稠油热采过程中油藏储层多孔介质的热流固耦合数学模型。其次,以L油田的稠油储层为例,根据REV研究尺度建立一个稠油油藏二维简化模型,利用COMSOL Multiphysics软件对油藏多孔介质的数值模型进行计算求解。探究稠油热采中的进口温度、进口压力、注汽时间和多孔介质渗透率对油藏储层的影响。结果表明:油藏多孔介质的位移变形量及出口温度随着注汽时间的增加而不断增大;多孔介质内部的传热速率及位移变形量随着多孔介质的渗透率和入口压力的增大而不断增大;提高入口温度会导致油藏多孔介质的位移变形量快速增大,而传热速率增加缓慢。最后,基于COMSOL Multiphysics软件建立一个50 m×50 m的宏观的稠油油藏数值模型,对其油藏储层多孔介质加热时内部的发生的温度场、渗流场、变形场之间的耦合作用进行数值计算分析。结果表明:不同孔隙率的稠油油藏的变化不同,孔隙率越高的稠油油藏的流体流动速度越快、传热速率越高;稠油油藏在加热过程中储层内的温度场、渗流场与变形场发生剧烈的变化,变化趋势与基于表征单元体建立的模型得到的结论基本一致。经过对比发现,基于表征单元体建立的模型对油藏多孔介质研究更为精细,得到的结论更为精准。为基于REV微米尺度对油藏多孔介质研究提供了可行性验证,也为热采技术的改进提供理论指导。