水驱油藏高含水后,泡沫驱是接替方式之一。泡沫驱的优点是:泡沫能够有效封堵储层的部分水窜通道,从而扩大驱替的波及体积与驱油效率。而空气-泡沫驱除了具有泡沫驱的优点,同时空气还有低温氧化的作用。国内外开展空气-泡沫驱研究已经很多年,从理论研究、室内实验及现场应用都取得了很多的成果。但是随着油价降低,急需要低成本开发技术,而空气-泡沫驱需要注入由大量表面活性剂与稳泡剂等药剂组成的泡沫液,低渗储层成本投入更高,因此需要对起泡剂与稳泡剂进行研究与优化,使得在现场应用中用最佳的浓度与注入量获得最优的开发效果。因此对空气-泡沫驱气泡的稳定性、泡沫液体系、起泡剂制备、注入参数优化等开展研究具有重要的理论意义及应用价值。另一方面,由于低渗特低渗油藏自然产能低,一般需要经过水力压裂,同时地层中具有大量的微裂缝,导致水驱后期出现暴性水淹水窜,为了更好的封堵高渗通道,将凝胶与空气泡沫结合起来,可能会取得更好的效果,同时可以降低起泡剂与稳泡剂的用量。因此,研究空气泡沫与凝胶综合调剖的实施方案与开发效果具有现实意义。针对空气泡沫综合调驱等相关问题,本文研究了泡沫生成、稳定、破灭机理在中高渗及特低渗油藏泡沫稳定性问题,揭示了空气-泡沫驱过程压差作用及稳泡剂性能等对不同渗透率油藏的气泡稳定性的影响,提出了特低渗油藏提高泡沫稳定性对策。开展了起泡剂耐盐性、配伍性、起泡性实验和稳泡剂稳定性实验与凝胶静态评价实验研究,提出了适应于特渗透油藏空气泡沫驱的综合调驱体系。对各种常用的起泡剂筛选评价后,研制出适合低渗油藏的新型起泡剂,通过不同的实验方法对空气-泡沫驱的氧化性能及封堵性能进行了研究,通过实验及数值模拟优选出适合现场应用的注入方案。开展了空气泡沫综合调驱现场实施与效果分析,对其在特低渗油藏的实施提供了现场指导。本文研究主要取得以下成果:(1)研究表明表面活性剂对储层中能否生成气泡影响不大,但是对泡沫的稳定性影响显著。由于泡沫液与空气界面压降作用,压差对中高渗储层气泡稳定性影响较小,但是对特低渗影响很大。采用适当浓度的表面活性剂与稳泡剂可以显著增加特低渗油藏泡沫稳定性。(2)通过起泡液体系性能评价实验与智能凝胶静态评价实验研究,表明BK6A泡沫液体系及HD-6泡沫液体系对试验区水质有着良好的配伍性,且起泡剂能够有效的减小油水界面张力,同时,对于裂缝性油藏,新型凝胶的主要优点在于配伍性以及成胶性非常好,可以将这种物质注入到裂缝中用来阻隔裂缝。(3)由于低渗油藏对起泡剂性能要求更为严格,同时为了有效控制成本,新合成一种新型阴离子型起泡剂,其起泡性能优异,不容易吸附在油砂上,具有良好的起泡稳泡效果,适合于强碱弱酸性环境,该泡沫液体系也可应用于高温、高盐油藏提高采收率。(4)通过人造裂缝性岩心以及填砂模型对地层环境进行模拟,单管及双管室内驱油实验表明:在水驱高含水之后,立刻将凝胶段塞注入到裂缝中,然后再向其中填充泡沫可以有效封堵高渗层,泡沫段塞和凝胶段塞分别以0.6PV及0.3PV为最优,在设备允许的条件下尽量用小段塞、多轮次注入,气液比宜处于1:1-2:1区间内,采收率较水驱增长11.08%,凝胶和泡沫的综合作用在裂缝性非均质油藏开采中起到显著效果。(5)依据室内实验研究结果,通过数值模拟对凝胶注入量、泡沫液注入量及泡沫液注入速度进行优化,发现凝胶注入量50m3,泡沫液注入量400m3,气液比2:1,泡沫注入速度10m3/d效果显著,利用优化结果对1355-1、1335-4、1335-2、1337-2井组进行了综合调驱试验,发现井组含水率降低28%,单井产量增加6.4倍,降水增油效果明显。