超声波采油作为提高采收率的一种技术,因其工艺简单、成本低、适用性好、对储层无污染等优点,引起业界人士的广泛关注。对于超声波驱油的机理研究,虽然在室内实验和现场测试取得了阶段性成果,但超声振动对剩余油动用规律缺乏深入研究,具体表现为:一是超声振动对多孔介质内微观剩余油的剥离运移能力的影响不清晰;二是超声振动在岩芯中的传播衰减规律不明确。针对上述问题,本文开展超声波驱油微观动态联合实验,通过不同振幅下超声波驱油的微观可视化实验,观测不同类型剩余油在多孔介质内的运动特征,检测不同位置剩余油油滴和水相的振动并分析振动特征及振动规律;设计搭建超声波驱油的微观可视化实验平台,为实时观测超声波作用下剩余油形成、分布状态及多孔介质内油滴在分散、剥离时油-水-岩石三相振动检测提供设备支撑;深入研究激光自混合干涉振动测量方法,旨在解决激光自混合干涉在振动测量领域存在的通用性差、重构效率低、测量误差大、测量目标单一等问题,为进一步研究超声振动对剩余油动用微观机理及振动传播规律提供测量方法支撑,主要研究内容如下:（1）基于超声波振动理论,介绍了超声波动用下岩芯颗粒单元的运动方程和超声方程,结合牛顿第二定律给出了超声振动下岩芯内单元颗粒的受力状况。研究结果表明超声振动下岩芯颗粒发生的简谐运动与施加频率相一致,且岩芯颗粒的简谐运动振幅同加载的超声波载荷的振幅成正比。此外,超声波的振幅显著影响岩芯颗粒所受的力。（2）基于有光反馈时等效的法布里-珀罗（Fabry-Perot:F-P）复合腔模型,研究激光自混合干涉效应的机理。针对适度反馈机制下自混合干涉信号发生的陡变偏移现象,提出一种适用于适度反馈机制的多次Hilbert变换相位解卷算法。通过信号偏移消除算法,实现多次Hilbert变换相位解卷算法对弱反馈及适度光反馈水平机制下具有通用性。实验结果表明,适度反馈条件下值为4.6时,绝对误差为221nm,相对误差小于4%。（3）针对弱反馈机制下传统的自混合干涉位移重构算法延时大、重构效率低的问题,提出一种反向点检测的快速算法。该方法利用信号峰谷值点检测技术,通过对已提取的峰谷值点运用反向点识别算法,确定激光自混合干涉信号反向点,针对反向点处条纹不完整问题,进行激光自混合干涉信号条纹合成,再使用半条纹计数法得到重构振动位移。实验结果表明,信号反向点检测微位移重构算法,测量绝对误差小于20nm,相对误差小于1%。（4）针对在激光自混合干涉多点振动测量领域中,测量结构复杂、测量成本高问题,提出了一种基于傅里叶变换主频谐波阶次确定算法。改进的算法解决了主频阶次算法无法重构频域上发生混叠的两个信号,实验结果表明,傅里叶变换主频谐波阶次确定算法结合双外腔激光自混合干涉模型可以实现一套装置同时检测两点振动信息。（5）开展了基于激光自混合干涉振动测量的超声波驱油可视化实验,完善了超声波驱油机理,认为超声波能够有效作用膜状剩余油、角隅状剩余油和簇状剩余油,使吸附在岩石表面的膜状剩余油、受液流流动影响的簇状剩余油和角隅状剩余油均得到更好的动用,提高油水乳状液的自由运动能力,增大水驱波及体积进而增加最终采收率,同时地层多孔介质内油、水、岩石表面相互作用,不同类型剩余油动用时间与振幅规律:盲端孔隙＞喉道＞正常通道＞簇状孔隙。超声振幅衰减随传播距离成指数函数关系,且衰减的幅度随传播距离的增加而减小。