目前,致密油已成为国内外油气勘探开发的重点领域。随着对致密油藏勘探和开发的深入,国内外对其驱油效率的研究也愈发重视。致密油藏中的流体流动与常规油藏有很大差别,从物理实验角度研究驱油效率十分困难,不仅对实验仪器要求极高,而且效率极低实验周期长,由于上述问题的存在会导致误差较大进而使结果缺乏指导意义。随着计算机行业迅速发展,计算速度大幅提升,并且先进的大型计算机集群租用服务方便,这使得数值模拟方法成为代替物理实验最有效的途径,常用的数值模型包括管束模型、渗渝模型、球棍模型等,但这些模型都对真实孔隙空间进行了一定的简化,模拟结果与实际岩心数据存在一定偏差。本文首先对龙虎泡地区高台子储层样品进行了微米CT扫描,而后使用图像处理技术对岩心样品灰度图像进行了滤波处理、二值化处理以及表征单元体分析,最终构建完成了精细微观三维数字岩心模型,并对其孔喉参数进行了定量表征。在此基础上,利用格子玻尔兹曼方法(LBM),模拟了恒定压力和恒定速度条件下,水、二氧化碳、水—二氧化碳三种能量补充介质的微观驱油过程,并且计算了相应的换油率以及驱替效率。综上,本文建立了一套基于三维数字岩心和格子玻尔兹曼方法的致密砂岩微观流动模拟的技术。研究取得如下主要成果与认识:(1)本次研究完善了岩心样品的CT图像处理过程,确定了龙虎泡地区高台子油层岩心样品三维数字岩心的表征单元体尺寸(REV)。(2)基于最大球算法建立了三维数字岩心孔隙空间的等效球棍模型,对岩心孔隙和喉道的个数、体积、半径分布,以及孔喉比、迂曲度、连通性等参数进行了定量表征,达到对岩心微观拓扑结构的定性、定量刻画。(3)对X射线CT扫描建立数字岩心的方法存在的覆压恢复以及孔隙、矿物划分不准确的问题进行了探索并给出了对应的解决方案。(4)以三维数字岩心作为基础,利用格子玻尔兹曼方法开展了3种微观驱替过程模拟:水驱、二氧化碳驱、水—二氧化碳交替驱。模拟结果表明:相同注入量的情况下,3种驱替方式的驱替效率关系为:二氧化碳驱>水—二氧化碳交替驱>水驱。