注空气可以改善稠油蒸汽驱效果,稠油氧化产生焦炭或沥青质沉积降低优势孔道渗流能力,使后续注入蒸汽转向是提出的重要作用机理之一,但该机理仍需深入研究。本文通过室内实验,分析蒸汽驱优势孔道中剩余稠油的性质变化,探究多孔介质中稠油结焦量及其对多孔介质渗流能力的影响,明确剩余稠油氧化结焦封堵优势孔道使蒸汽转向的能力,开展的研究及结果如下:通过蒸汽驱实验获得剩余油后,将剩余油与原始油样的各项物性进行对比,研究了经蒸汽驱后剩余稠油的物性变化。发现经蒸汽冲蚀后的剩余油密度变大,粘度大幅上升,重质成分含量明显增多。稠油中的沥青质等重质组分容易发生低温氧化反应生成焦炭产物,因此蒸汽驱剩余油具有低温氧化反应生成焦炭的基础。采用高温高压反应釜进行了蒸汽混合空气氛围下原油的静态低温氧化实验,结果表明生焦效果最好的反应温度和反应压力分别为220℃和2MPa,并确定了单管驱替时间最短为5h。通过调整单管驱替实验的驱替参数,筛选出空气辅助蒸汽驱替生焦效果最好的注水速度和气汽比(质量比)分别为0.2ml/min和2:30。测量了稠油氧化生焦前后反应管的渗透率和孔隙度,结果表明随着多孔介质中焦炭沉积量的增加,多孔介质渗透率减小越多,最多减少了55%,孔隙度同样减少越多,最多减少了7.55%,其渗透率和孔隙度均呈线性下降。当蒸汽驱至40%的剩余油饱和度时,采油效果最好,因此蒸汽驱剩余油饱和度达到40%左右时是最佳的注空气时机,空气辅助蒸汽驱应在地层产生优势渗流孔道后实施,否则会对采油效果造成不利影响。不同渗透率反应管并联空气辅助蒸汽驱替实验结果表明,空气辅助蒸汽驱后高渗管渗透率从6.14μm~2减少到4.57μm~2,低渗管渗透率从3.38μm~2减少到3.14μm~2,两反应管的渗透率差值从2.76μm~2减小到1.43μm~2。结合采液量和压力曲线,明确了多孔介质中低温氧化反应生成焦炭具有选择性封堵优势孔道、改善多孔介质的非均质性,继而使蒸汽转向、改善蒸汽波及效率和提高原油采收率的潜力。这为进一步了解空气辅助蒸汽驱机理提供了一定参考。