石油作为一种非可再生能源,其储量逐年减少,采收率逐年降低,导致开采难度和开采成本逐年增高。提高石油采收率同时降低开采成本是采油领域亟待解决的关键问题之一。为了探究油藏剩余油形成机理,预测剩余油在油藏中的分布位置,明确各类采油方式的驱油机理,为油藏挖潜方向提供指导,使用岩心进行室内驱替实验是一种行之有效的方法。但是,原位天然岩心取心困难成本较高,同时传统人造岩心存在不可复制、不可视化、场地特异、实验参数模糊的缺点,在研究驱替及剩余油形成机理的研究方面存在很大局限性,同时目前驱替微模型只能在二维层面上对地层进行简单模拟,其忽略了孔隙空间的连通性和弯曲度等三维多孔连接特征。因此对于三维岩心的参数化、制造、复制和应用等方面的研究可以为研究油藏剩余油形成机理和提高采收率提供有效保障,具有重要意义。本文基于面投影光固化增材制造技术,研制了精度及成型尺寸满足人造岩心需求的上成型光固化增材制造装置,并进行了竖直方向和水平方向成型精度试验研究,优化了成型工艺参数,实现了复杂形状和微细尺度下多孔介质的制造。同时本文基于储层砂岩岩心的结构参数,将砂岩中的砂粒抽象成微球,砂岩抽象为由微球相互堆叠形成的多孔介质,并基于面投影上成型光固化增材制造逐层打印的特点,分析了打印层数对于微球球度的影响;提出了改进简单立方堆积方式的人造岩心结构,得到了岩心结构孔隙度及岩心最小孔隙与相邻球心距之间的数学关系;基于有限元仿真分析了孔喉结构中流场与压力场分布,研究了驱替参数和人造岩心模型结构参数对驱替效率的影响,为提高油藏采收率提供了指导。此外本文基于微球体心立方堆叠结构和储层砂岩岩心的非均质特性,提出了共轭四棱台非均质岩心结构,研究了非均质岩心剩余油分布及形成机理,提出了润湿性转变提高油藏采收率的方案,分析了驱替过程水油固三相润湿过程,研究了非均质岩心表面接触角模型及流体所受的毛细作用,并基于仿真和实验的方法验证了岩心壁面润湿性转变提高油藏驱油效率方案的有效性及正确性。