本文以顶部注气重力稳定驱提高采收率机理研究为目的。在调研了众多国内外顶部注气重力稳定驱的矿场应用实例的基础上，总结了适合于顶部注气驱的油藏地质特征，分析了顶部注气驱油藏的开发特征以及注气过程产生的有机固相沉积特征；然后分析了顶部注气驱的混相机理和重力驱油机理。 以WZ12-1油田A12b井注伴生气为例，运用国外引进的DBR—PVT分析仪进行了地层流体PVT实验、注入气-地层原油膨胀实验以及多次接触实验，对注入气-地层原油的相态特征和混相机理进行了测试。并用以体积等比例关系表示的p-T、p-X相图计算模型和多次接触相平衡计算模型，结合一种新型的用于不对称混合物密度计算的三参数立方型状态方程，对注入气-地层原油的相态特征和混相机理进行了模拟研究。以某油田注伴生气和CO₂为例，运用Hycal长岩心驱替设备进行了顶部注气的细管实验，测定了最小混相压力，研究了注入气对地层原油的配伍性。运用Hycal长岩心驱替设备进行了长岩心驱替实验，研究了不同注入气对驱油效果的影响，并研究了水平岩心水驱后气驱和倾斜岩心水驱后气驱所产生的驱油效果差异。然后，对WZ12-1油田A12b井细管实验和长岩心驱替实验进行了数值模拟研究，通过细管实验模拟，研究了混相机理；通过长岩心驱替模拟，对不同的顶部注气长岩心驱替方式所产生的驱油效果进行了评价。 最后，根据建立起来的顶部注气可行性评价结果，对WZ12-1油田中块W_Ⅳ段油藏顶部注气重力稳定驱进行了地质油藏特征可行性分析。运用油藏数值模拟技术，对油藏剖面进行了注气模拟研究，研究了采油速度、重力分异、储层非均质性、毛管压力、注入气粘度等对采收率的影响。对油藏进行了三维数值模拟研究，比较了衰竭式开采、水驱、气驱所带来的不同开发效果。最后，对顶部注气的采油速度、开井时机、注气井网进行了敏感性分析和优化，并对该油藏顶部注气存在的风险和潜力进行了评估。