特高含水后期储层中油水渗流规律及流场发育复杂,低效水循环与高度分散剩余油的并存导致进一步提高采出程度难度增大。为深入挖掘特高含水后期油田剩余油潜力,本文通过理论计算、物理模拟实验等方法,按照“由渗流特征入手,逐步拓展到流场室内模拟应用”的思路,依次对特高含水后期相渗及微观剩余油特征、流场监测及模拟方法、水驱油过程中流场演化规律及调整方法适用性等进行了研究。首先针对特高含水后期相对渗透率曲线测试过程中存在的问题,完善了相渗曲线测试方法,并对改进后测试方法的实用性进行了验证。采用该方法对疏松砂岩在高倍水驱开发过程中相渗曲线进行测试,分析相渗曲线形态特征主要受微观剩余油分布状况影响。利用紫外荧光技术对不同含水阶段剩余油形态特征进行研究,可知岩心微观剩余油分散程度随着含水率的增加而增大,且各种赋存形态剩余油的相对含量都趋于均衡化。基于特高含水后期微观剩余油高度分散的特征,利用毛管束模型并结合分形理论,建立了油水相对渗透率及水驱特征曲线的新型分形解析模型,明确了剩余油特征及微观物性变化对相渗曲线及水驱特征曲线的影响规律,揭示了低效循环的微观本质原因及界限。为有效对生产动态进行预测,根据特高含水后期相对渗透率曲线的形态特征,给出了一种适用于特高含水后期生产动态预测的线性模型,该模型可以直接外推实现产量预测,不仅提高了动态参数预测的精度,而且简化了水驱油藏动态特征预测的过程。根据特高含水后期油水渗流特征,再结合多孔介质中存在渗流条件下的传热状况分析,采用单点式自加热温度传感装置及相应监测点的饱和度测试方法,建立有效监测多相渗流过程中流体流速的理论、方法及装置。并且测定了油藏模型的饱和度与电阻率图版以及饱和度与储层模型热传导系数之间的关系图版,为流速监测计算提供基础。利用该方法可以为特高含水后期流场物理模拟的评价提供基础且必要的参数支撑。为更有效利用室内物理模拟实验对流场进行模拟、评价,在探索更多参数监测手段的同时,还需要将所监测到的各类参数充分利用,才能得到真实客观的实验及评价结果。根据所得出的低效循环界限,结合饱和度、压力、流速等测试结果,建立室内物理模拟实验过程中流场一体化评价思路与方法。基于大模型水驱物理模拟实验结果,利用所建立的流场评价方法对特高含水后期流场特征进行了全面分析,并详细论证了各种典型水动力学调整方法的适用性。从更均匀的饱和度场分布规律,更少的低效循环区域、更小非达西渗流区以及高过水倍数区等方面筛选出周期注水为相对合理的挖潜方式。本文将储层物性及微观剩余油特征与宏观渗流现象紧密联系,结合水驱渗流规律创新性地提出了室内物理模拟过程中储层模型内部流速监测的理论及方法,并且给出了水驱物理模拟过程中流场一体化评价方法,可为特高含水后期油田精准发掘油藏潜力、挖潜剩余油、提高油藏采收率提供必要的理论及技术支持。