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在油田注水开发过程中，对于注入水对储层微观孔隙结构影响规律的研究，目前大多在室内常规条件下进行，且各油田研究未得出一致结论。本文采用高温高压岩心驱替实验装置，选取产层岩心，在产层压力、温度条件下，模拟不同水驱倍数对属于典型中孔中渗的轮南油田TI油组进行了多倍注水驱替实验。通过电镜扫描、压汞毛管压力测试等手段，结合实际生产情况分析表明：长期水驱会导致储层岩心内部孔喉网络发生变化，粘土矿物发生运移，孔喉半径变小，微观物性变差，储层产油能力降低，且随着水驱倍数不断增大，岩心微观物性变化越大，产油能力降低越明显。