大量实践和研究表明注气开发技术能大幅度提高原油采收率,适用范围广,具有非常广阔的前景。但是,油藏在气驱开发中后期,地层能量亏空严重,油气之间难以形成混相,并且常常伴随着严重的气窜,生产井产油量迅速下降,气驱开发效果变差。建立正确的气驱过程中评价体系,制定合理有效的气驱调整措施,对改善油藏的气驱开发效果及进一步推广应用气驱技术具有至关重要作用。本论文首先以相平衡理论和油藏数值模拟方法为基础,分析了气驱过程中油藏流体的组分分布及界面张力分布特征,提出了细分混相状态和波及系数的研究思路。然后定义了非混相及混相临界界面张力两个参数,将混相状态细分为完全混相、混相、近混相和非混相四种状态,进而应用混相体积系数和混相程度系数两个参数分别来表征不同混相状态的分布范围及对原油采收率的贡献率。考虑到气体较强的扩散能力,提出了组分波及系数、有效组分波及和相波及系数的概念,表征了注入气组分的波及范围。基于以上建立了组分数值模拟模型,分析了储层、开发参数对混相程度和波及系数的影响,并通过正交实验明确了主控因素。论文针对气窜识别问题,利用等效思想和流管束模型,将裂缝和基质等效为一系列流管束,将两维渗流问题转化为一维流管束渗流。通过叠加方法,求解了主裂缝型气窜和差异裂缝型气窜的组分产出模型,获得了不同类型气窜的产出气浓度方程,分析了不同参数对产出气中组分浓度及浓度导数的影响,并通过对矿场实际数据的拟合提出了裂缝气窜类型及裂缝关键参数识别方法。在以上两部分的基础上,提出了分区逐级调控方法以提高气驱的混相程度和波及系数。基于油藏气驱过程中波及与混相的表征参数,将油藏划分为未波及区、低潜力区、近混相区、高压非混相区和低压非混相区,提出了分区调控方法。针对气窜过程中多级裂缝窜流,利用气窜识别方法确定气窜类型及裂缝参数,提出了注入聚合物-水-气联合驱替体系的逐级调控方法。针对气驱油藏筛选出包括开发效果、动用状况、压力状况、混相状况的四类九项评价指标,应用模糊数学方法提出了油藏气驱开发效果的综合评价方法,并应用该方法评价分区逐级调控的效果。最后,将所建立的分区逐级调控技术应用于某大型碳酸盐油藏气驱开发模拟中,形成一套开发调整方案,对比并评价调整后的方案,为提高该油藏气驱开发效果提供了有效手段。