目前低渗透油藏已成为我国探明储量和产能建设的重要阵地,氮气吞吐可以很好地解决低渗封闭砂体储层物性差、井网完善低、能量递减快等问题,但随着吞吐周期的增加,采出程度越来越低,吞吐效果不理想。有必要对氮气吞吐作用机理展开深入研究,并提出氮气复合吞吐改善措施,为进一步提高低渗封闭砂体采出程度提供理论指导。本文在充分调研国内外低渗断块油藏注气吞吐开发技术的基础上,结合物理模拟、数值模拟等手段开展了氮气吞吐研究并得到其关键影响因素,通过不同生产阶段产油、产气、压力的变化规律,研究了油气两相在回采阶段的渗流状态,认识了不同周期氮气吞吐的效果和影响因素;在相态拟合的基础上建立了典型井组模型,进行不同油藏条件下氮气吞吐数值模拟研究,优化氮气吞吐注采参数;根据氮气吞吐的局限性提出了氮气复合吞吐,开展了氮气加水、起泡剂、二氧化碳吞吐的物理模拟和数值模拟,得到了氮气复合吞吐机理并优化了注采参数。研究结果表明,氮气吞吐回采阶段渗流状态主要呈气体放喷状态、油气段塞状态以及气携油状态;通过回采阶段产油、产气速度的对比,验证了三种渗流状态的存在,并建立了油气两相在岩心内的运移趋势图;随着吞吐周期的增加,注入的氮气所建立起来的压力梯度维持时间变短,氮气放喷阶段产气量变大,采出程度降低;提高注氮气压力和焖井时间有利于增加有效产油区的范围,改善氮气吞吐效果;氮气注入量对吞吐效果影响较大,随着氮气注入量增加,周期产油量增幅明显;焖井时间的延长可以导致井口压力的降低,当井口压力降至地层平均压力时,采出程度增幅最为明显,为最佳焖井时间;间歇式注入可以很好地降低井口压力,提高氮气注入量,增加原油产量,并且存在最佳注气时间;得到了氮气+水吞吐助推封存提高采收率机理,得到了氮气+起泡剂吞吐封堵顶层气窜提高采收率机理,得到了氮气+二氧化碳吞吐降粘膨胀提高采收率机理。