目前,微生物驱和微球分散体系驱已分别在油田得到应用,取得了较好增油效果,但微生物与微球分散体系的复合技术研究较少。这两种体系是否具有协同作用、是否比单一体系的增油效果更好、具体的提高采收率机理如何,缺乏研究和认识,导致该体系难以进一步推广应用及优化。为此,本文针对该复合体系驱油过程中的调驱机理、微观流动机制、应用范围等一系列问题,利用Mirco-PIV技术结合微观可视化驱油实验,围绕该复合体系的基础特性、渗流特征、调驱机理、数学模型等方面,开展了一系列研究工作,主要内容如下:（1）针对微生物-微球复合分散体系基本特性不明的问题,开展了单一体系（即微生物、微球分散体系）与复合分散体系微生态的基本特性对比实验。通过微生物和微球分散体系共培养赋存状态实验,明确了复合分散体系各组分的适配性以及乳化性能;通过界面力学分析实验,揭示了复合分散体系具有良好的改善岩石表面润湿性与吸附性的特性。发现了复合分散体系中的能使微生物和微球分散体系形成聚集体的团聚相互携带作用。岩心实验表明复合分散体系的采出程度分别比微球分散体系和微生物高4.2%和8.1%,具有比单一体系更好的增油效果,表明了微生物-微球复合分散体系具有协同作用。（2）基于微观可视化驱替实验研究了微生物-微球复合分散体系的调驱机理。结合单一体系与复合分散体系的平行驱油实验,明确了复合分散体系具有增强扩大波及和增强洗油效率的协同增效作用,揭示了复合分散体系的深部团聚增强调驱、界面寻的乳化剥离、架桥暂驻、改善流度比等机理。明确了复合分散体系对柱状和簇状剩余油的动用程度相对较高,阐明了协同增效的主要机理是深部团聚增强调驱及架桥暂驻,揭示了深部团聚相互携带作用是上述两种机理的关键因素。（3）基于微观渗流场测速技术（Micro-PIV）进行了微观孔隙尺度渗流速度场定量化研究,阐明了单一体系与微生物-微球复合分散体系流动时的时空维度渗流力学特征及流体力学机制。发现了复合分散体系可以比单一体系更完善地减弱流场速度的非均匀性,明确了扩大流场波及范围是复合分散体系表现出协同优势的关键。测定了不同体系的孔隙尺度速度分布,揭示了复合分散体系的深部团聚作用能够提高体系的抗剪切稳定性、并增强分散体系封堵性的机理,明确了深部团聚作用是体系扩大流场波及的内在原因。（4）创建了微生物-微球复合分散体系调驱渗流数学模型,建立了反映微生物与微球分散体系之间深部团聚作用的特性方程,基于自动微分法对数学模型进行了数值模拟研究。模拟结果表明,数学模型与岩心实验的含水率曲线符合率为97.1%、采出程度曲线的符合率为95.1%。通过示例模拟总结了复合分散体系的增油效果影响因素以及适用性范围:微球分散体系配比较高的复合分散体系更适用于非均质性较强的油藏,而微生物配比较高的复合分散体系则更适用于原油流动性较差的油藏。本研究为低渗非均质油藏微生物-微球复合分散体系深部调驱技术的发展和应用提供了理论支撑。