蒸汽辅助重力泄油(SAGD)是开采稠油的最有效方式之一。除操作参数影响以外,油藏非均质性对SAGD的影响不可忽视,尤其是油藏内发育的多套夹层对SAGD蒸汽腔发育各阶段、以及开发效果影响的研究不够深入。本文针对多夹层问题,重点研究多夹层对SAGD蒸汽腔特征以及开发效果的影响。本文主要以温度场作为表征参数,综合应用物理模拟和数值模拟方法,研究了多夹层对SAGD蒸汽分布以及开发效果的影响。首先,引用相似准则,计算并筛选出5个相似准则数,设计了SAGD垂直剖面的可视化模拟实验装置,实现对SAGD蒸汽腔以及开发动态的模拟,并能进行对剩余油变化的可视化观察。其次,针对注汽速度、不同多夹层分布模式、夹层渗透性对SAGD生产影响开展了相关物理模拟。实验结果表明:SAGD生产在受到多夹层影响时,变速注汽的开发效果明显好于恒速注汽;对于不同夹层分布模式,均只有靠近注汽井和油藏顶部夹层的影响作用明显;在夹层渗透性方面,超低渗透夹层对SAGD蒸汽腔以及开发效果的影响类似于非渗透性夹层。最后,再利用CMG进行数值实验反演,与物理模拟的结果进行比较,两者吻合度较高。本文的研究成果对于以SAGD为主要开发方式且发育多夹层稠油油藏的科学开发具有指导意义。