断块油藏开发中后期,油藏高部位往往存在水驱难以动用的“阁楼油”,而人工气顶驱被认为是动用此类剩余油的有效开发方式;实际断块油藏构造较为复杂,应用人工气顶驱开采时存在生成人工气顶的最优模式不清,气顶生成阶段油气水渗流机制不明,气顶驱开采阶段技术政策界限不定等诸多问题。因此针对以上问题开展相关研究,有助于人工气顶驱技术在断块油藏的成功应用,从而有效提高断块油藏采收率。本文通过分析气体微观渗流过程,建立了气体渗流微观数学模型,并分析了各因素对模型的影响规律;应用数值模拟方法,对气顶生成方式进行了优选,确定了不同地质特征及井网分布下最优的气顶生成方式;依据人工气顶驱不同阶段的主要特征,分别对人工气顶生成阶段及人工气顶驱替阶段进行了参数优化及敏感性分析;最后分析了某油田N断块油藏剩余油分布特征,明确了该油藏人工气顶驱不同阶段的技术对策,设计了N断块油藏人工气顶驱开发方案,并预测了其开发效果。研究取得的主要认识如下:(1)人工气顶的生成需要满足一定的条件,气顶的生成受界面张力、渗透率、密度差和油层压力和地层倾角的影响,地层倾角最敏感,界面张力次之,这为下一步利用数值模拟技术模拟典型断块油藏实施人工气顶驱提供技术支持。(2)在选取区块实施人工气顶驱方案时,有效厚度最为敏感,其次是地层形状、地层倾角、储层非均质性和隔夹层发育。若油层顶部没有注气井可以选择利用腰部井之间的协同诱导作用生成气顶,降低人工生成气顶所需要的时间。(3)N断块油藏储层非均质程度高,物性较好的部分,注入水突进,水淹程度高,物性较差的部分,注入水难以波及,采出程度低。油藏顶部水驱动用程度低,属于剩余油富集区。(4)人工生成气顶时,需要降低注气速度,减小驱替气指进和舌进现象,防止气体过早突破从而降低注气效果,同时辅助注水恢复地层压力。气顶驱替阶段需补充气量,其中相比于连续注气方式,间歇方式能够有效减缓油气界面的不稳定性,减缓驱替前缘的突进。