氮气泡沫辅助蒸汽吞吐技术目前在国内外稠油油藏应用比较广泛,是提高热采井吞吐效果的有效措施之一。本文所研究的小洼油田东三段,已处于高轮次吞吐阶段,开发效果逐渐变差。针对该问题,小洼油田进行了氮气泡沫辅助蒸汽吞吐试验,取得了一定的效果,但现场该技术适合的井位、起泡剂的性能和工艺参数方面还有待进一步研究。因此,本论文在前期现场试验和文献调研的基础上,利用数学方法、物理模拟和数值模拟方法,对目标区块的氮气泡沫辅助蒸汽吞吐技术进行研究,以解决多轮次吞吐开发效果变差的问题,进而提高吞吐阶段采收率。论文首先对目标区块氮气泡沫辅助蒸汽吞吐试验效果进行了评价,分析了部分措施井效果不好的原因。并在此基础上,对氮气泡沫辅助蒸汽吞吐的影响因素进行了研究,得到了适合于氮气泡沫辅助蒸汽吞吐的油藏条件和开发条件。通过类比法、工程分析法以及灰色层次-模糊综合评判法建立了适合于东三段的氮气泡沫辅助蒸汽吞吐的选井方法。通过室内实验,对所选4种起泡剂的性能进行了评价。在优选出氮气泡沫辅助蒸汽吞吐用发泡剂的基础上,利用单管填砂模型对氮气泡沫封堵性进行了实验研究,分析了氮气泡沫在不同气液比、浓度、温度和渗透率下封堵能力。研究结果表明,起泡剂对高渗层可以形成稳定的封堵,高温下仍具有使蒸汽调剖转向的能力,在气液比2:1,浓度0.5%下具有较好的稳定性和封堵性,能满足现场的需要。利用数值模拟软件,以W31-39井为例进行了历史拟合和氮气泡沫辅助蒸汽吞吐参数的优化。研究结果表明优选先注入泡沫段塞,再注入氮气,最后注入蒸汽的注入方式,泡沫剂周期注入量250m3,氮气混住比50:1~60:1,氮气注入速度1000Nm~3/h,采液速度25m~3/d时吞吐效果较好。