聚合物溶液作为一种非牛顿流体,聚合物驱技术被广泛的应用于国内海外油田中,其粘弹性效应可以有效地提高原油采收率(EOR)。大多数学者们研究了在层流状态下聚合物流动单相渗流机理,然而在湍流状态下,针对聚合物驱两相微观渗流机理的研究甚少。本文在三维多孔介质聚合物单相渗流机理研究的基础上,研究聚合物驱油二维和三维多孔介质的微观渗流机理。研究结果为油田三次采油聚合物驱油体系设计、筛选提供了重要的理论支撑,同时丰富了粘弹性聚合物驱两相微观渗流机理。本文建立并求解了三维粘弹性聚合物溶液-原油在多孔介质中的连续性方程,动量方程和本构方程。利用VOF界面追踪法对两相界面进行界面追踪,对本构方程利用对数构象张量方法,使应力张量与构象张量相结合,提高了We数的计算值。以大庆油田聚合物驱为背景,根据实际油藏孔隙特征,将地下多孔介质简化为具有代表性的盲端类孔道及凸型类孔道物理模型。针对三维凸型孔道内聚合物溶液单相湍流渗流特征,结合流向速度波动特征和湍能强度,研究发现We=3时,速度曲线发生了轻微的波动;当We=5时,速度曲线波动幅度较大,湍能强度最强,为3.3%。根据对速度、流线和应力特征的研究,湍能强度越强,凸型孔道内流体的流速越大,流线越不稳定,应力最大值也越大。针对二维盲端孔道内速度波动研究发现,二维孔道内聚合物驱未发生弹性湍流,从饱和度、速度等值线、流线分布和含水率特征曲线分析发现,We数越大,驱油效率越高。与We=0.1、We=1、We=2和We=5相比,We=23聚合物驱的驱油效率高9.1%～35.6%。针对三维盲端孔道内聚合物驱油两相湍流渗流特征,根据弹性湍流发生的临界条件,当We=5时,聚合物驱发生了弹性湍流。当We=10时,聚合物驱的弹性湍流强度最强,驱油效率最高达到18.8%。随着We数进一步增加,湍能强度逐渐减弱,驱油效率也逐渐略有降低。对比应力和压力发现,发生弹性湍流的聚合物驱的压力和应力最大值均高于未发生弹性湍流聚合物驱应力和压力的最大值,且弹性湍能强度越强,应力和压力的最大值越大。根据速度等值线和流线分布特征,湍能强度最大时速度等值线在盲端处的波及深度最深,流线呈现不规则的交叉流动,在盲端内具有明显的二次涡流现象。研究结果表明三维孔道内弹性湍流的发生能够进一步提高原油采收率。