本研究针对非均质油层聚驱后提高原油采收率的难题,在充分调研国内外三次采油前沿理论与技术的基础上,根据萨北试验区的储层特性,结合室内实验和数值模拟手段,优选出微生物调驱菌种,优化编制聚驱后微生物调驱方案并预测矿场应用效果,利用先导性试验论证微生物调剖的可行性,为聚驱后微生物调驱的大规模现场应用提供理论依据和技术指导。通过地质研究和储层精细描述,分析了试验区北二区西部的剩余油分布特征,认为聚合物驱油过程使储层物性发生不同程度的变化,聚驱后试验区储层存在大量的剩余油,分布零散；聚驱后无效水循环严重,调整难度大；后续水驱过程为高流度流体驱替低流度流体,粘性指进发育,驱替效果差。利用大庆油田采出水及化工厂污水通过室内菌种分离、菌种复筛和菌种鉴定等实验手段,优选出具有良好调驱性能的菌种TP-1和TP-2和驱油菌种SHB,MRI、P178、PHL、GWN。利用岩心封堵率实验和非均质岩心流动实验,评价了TP-1、TP-2‘J油层条件具有良好适应性。结果表明,两种调剖菌种组合配方具有良好调剖性能,有较好封堵高渗透油层、改善高低渗透层吸水状况和提高采收率效果。驱油菌种混合液能在聚合物和原油存存条件下生长繁殖,代谢产生有机酸、活性物质,降解原油和聚合物,能够有效地降低原油的粘度及油水间界面张力,使原油含蜡含胶量降低。根据聚驱后油藏环境中调驱微生物、营养物和代谢产物在多孔介质中的传输机制,在传统模型基础上考虑了聚驱后油藏残留聚合物、调剖菌种所形成的生物膜以及原油和聚合物降解对提高原油采收率的作用,建立了由组分运移方程、黑油模型、微生物动力学方程、渗透率降低模型和激活滞留油模型组成的能比较全面地描述微生物在多孔介质中发生物理、化学和生物反应的三维三相多组分流动数学模型,编制了微生物调驱提高原油采收率模拟软件。在此基础上设计了微生物调驱试验方案,并利用所编制的软件预测了试验效果。结果表明：试验区聚驱后微生物调驱含水率下降幅度较大,能提高采收率7.37%。利用微生物TP-1和TP-2开展调剖先导性试验,初步证明在葡萄花油层开展聚驱后微生物调剖驱油是可行的。