气体示踪剂技术于上世纪 60 年代开始进入油田现场,早期多为放射性物质,80 年代氟利昂类物质应用较广,考虑到氟利昂对人身安全和生态环境的不利影响,90 年代中后期开始应用全氟烃类物质,这类物质最低检测浓度可达到 1/1015,且化学和热稳定性非常好。根据有关文献,目前气体示踪剂技术在应用上已经比较成熟,但针对性的解释方法尚未见有报导,为促进该领域的发展,本论文以“中原油田文 88 块烃气混相驱先导试验”为依托,在这方面做了尝试。描述流体在多孔介质中运移规律的扩散渗流方程是示踪剂解释的最基本理论,本论文首先通过对该方程推导过程、假设条件、影响因素及求解方法的研究,分析了其含义、适用条件和解的内涵,以此为基础,研究了注气混相驱中气体示踪剂渗流的“滞流”特征,由此建立了气体示踪剂的渗流模型,并将其与扩散渗流方程相结合,形成了带“滞流”的气体示踪剂扩散渗流数学模型。气体示踪剂在多孔介质中的运移,不仅受示踪剂弥散作用的影响,而且还受到井网类型的影响,现有示踪剂理论将后者首先体现为井网对流场(流管)的影响,通过改变流场来改变示踪剂的产出过程,但当将这一方法用于注气混相驱时,由于气/油间显著的流度差异,其井网中只有一种流体的假设显然不能满足气体示踪剂解释的需要。为此,论文研究了采用两相渗流模型描述注气混相驱的可行性,通过合理处理模型参数,在流管坐标中,建立了不利流度比条件下的混相驱两相渗流数学模型。由于不同的注气时刻,井网中的流体分布不同,流体分布的改变也会导致井网中流场的不断变化,因而描述注气混相驱的两相渗流模型是一个“全变流管”中的驱替过程。当采用“全变流管”技术描述示踪剂的采出过程时,却面临着一个很大的难题,就是非常难于确定示踪剂的前沿位置,为了解决这一问题,凭借较为可靠的依据,提出了“半变流管”方法,从而较好地解决了这一难题。在气体示踪剂的应用技术中,本论文不仅介绍了可用气体示踪剂的种类、性质、注入方法及检测技术,而且重点分析了注气混相驱不利流度比对面积波及的影响,并以此为基础,研究了低面积波及情况下气体示踪剂用量设计的方法。