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注烃气是目前国内外难采石油储量开发行之有效的方法之一。在不同压力和温度条件下，烃气与原油体系相态变化使得混合物的密度、粘度、界面张力等性质改变，加之受粘性指进、重力超覆、毛管力等多种驱替因素耦合影响使得非均质油藏注烃气开采动态特征难以准确描述，导致注气动态预测和开发指标计算不准，气体突破预测及注气参数控制不利，影响到油藏气驱经济高效开采，继而严重制约了现场注烃气方法的应用与推广。
本文首先描述烃气-原油体系相态变化及在多孔介质中流动特征，利用有限元法数值求解了考虑横向物理扩散的一次混相气驱对流-扩散二维渗流数学模型。理论描述和模拟结果表明：溶剂的横向扩散作用对于流体混合带浓度分布的影响不可忽视，而采用考虑横向扩散的二维对流-扩散渗流模型给出的注入溶剂最佳段塞尺寸比常规一维模型计算值更准确。
其次，基于三维三相考虑物理扩散的组分模型研究注烃气动态混相不稳定驱替特征。指出在确定最佳的注入气体富化度时要考虑物理扩散混合机理的影响。同时基于多孔介质中油、气、水三相渗流理论，利用考虑与注入循环相关的组分数值模拟方法，研究了改善单纯注气驱替效率低的气水交替注入法的三相渗流规律。运用检验分析法推导了气水交替无因次注入能力方程，对储层非均质程度和纵横比影响的考虑三相滞后效应的无因次注入能力进行讨论并优化注入水气比。指出当渗透率小于200×10<-3>μm<2>的中低渗储层进行气水交替注入时要充分考虑相渗和毛管力滞后效应的影响；受不同粘滞力重力比控制的气驱油藏存在最佳注入水气比。并基于甲型水驱特征曲线推导原理，引入累积采气量因子Gg和混相程度因子m概念，推导了考虑气水交替注入的新型特征曲线表达式，建立了气水交替驱开发动态指标预测方法。
最后，基于国内外文献报道统计了组分随深度变化的21组流体组成数据，并运用组分梯度模型分别讨论了不同类型油藏流体组分梯度分布特征。针对油藏注烃气开采尚没有考虑纵向具有组分梯度分布的实际情况，以实际挥发性油藏流体为模拟物性参数，展示了具有组分梯度分布的挥发性油藏注烃气开采规律。
本文为注气油藏高效开发提供了新的思路和坚实的理论支持。