无论是水平井蒸汽驱还是蒸汽辅助重力驱油,蒸汽沿水平井井筒注入地层,而水平井沿程蒸汽分布决定着油藏的动用程度。目前研究蒸汽沿程分布主要基于井筒真空条件而开展的,本文考虑注汽方式和井筒存液对水平井沿程蒸汽分布开展了物理模拟和油藏工程方法研究。首先,本文在重新推导蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)的相似准则基础上,研制了水平井多点注汽热采物理模拟实验装置,并采用该实验装置探讨了水平平面、垂直平面内的蒸汽分布规律,分析了水平井蒸汽驱实验以及水平井SAGD实验下水平井沿程蒸汽分布。主要研究了地层非均质性对水平井蒸汽驱沿程蒸汽分布的影响和单管注汽和双管注汽对SAGD沿程蒸汽分布的影响。其次,通过对现场数据和实验结果进行对比及分析,采用渗流力学和油藏工程方法,建立了考虑井筒存液条件下的水平井沿程吸汽模型,提出了水平井沿程吸汽非均匀性的主要原因。再次,建立了地层中蒸汽前缘扩展模型,得到了线型和非线型蒸汽前缘的分析解,并基于已有的实验结果对模型的有效性进行了验证。最后,对考虑井筒存液条件下沿程吸汽模型和地层中的蒸汽前缘扩展模型进行了耦合,建立了考虑井筒存液条件下水平井沿程蒸汽三维分布规律模型,并编制了蒸汽三维分布可视化模拟软件。本文的研究成果对于采用水平井注蒸汽热采过程中水平井沿程蒸汽分布及蒸汽前缘扩展的研究具有一定的理论指导意义。