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NP油田G104-5区块属于边、底水活跃的小断块稠油油藏,该区块油藏特点是断块孤立性强,井与井之间连通性较差,单井控制面积小,油层较薄,含水上升速度较快。地下原油具有密度高、黏度高、胶质沥青含量高、凝固点低的特点。这些特点导致该区块原油挖潜难度大,采收率低,稳产困难。C02吞吐控水增油技术理论研究比较成熟,其应用也比较广泛,CO2吞吐被认为是提高此类油藏采收率的有效措施之一。本论文在国内首次采用三维物理模型进行CO2吞吐室内实验研究,并推导了水平井CO2吞吐相似准则,实现了模型与实际油田成比例相似,准确反映油藏驱油效果。通过稠油油藏水平井CO2吞吐三维物理模型室内实验研究,验证CO2吞吐的开发效果,筛选最优开发方案,指导现场应用,为G104-5区块的合理开发提供可靠依据,对深入认识CO2吞吐控水增油机理提供帮助,为全国稠油油藏推广实施水平井CO2吞吐提供参考。论文的研究成果和认识主要有以下几个方面：(1)对G104-5区块已实施C02吞吐的71口措施井进行效果评价。针对目前现场施工存在的问题,例如：注气量、焖井时间、注气速度等工艺参数,仅依靠借鉴国内外其它油田的施工经验。因此,需要开展水平井CO2吞吐室内研究,特别是更接近于实际油藏的三维物理模拟研究,建立一套科学的适合该区块的现场施工方案是非常有必要的。(2)分析部分试验井出现无效或效果较差的原因,提出了对存在裂缝的地层实施先堵水后注气,油层较薄及含水率较高的油井不宜进行CO2吞吐等建议。(3)建立水平井C02吞吐数学模型,推导水平井C02吞吐的相似准则,确定三维物理模拟实验的相似准则数,利用相似准则数将原型参数转化为模型参数。(4)利用相似准则,设计并制作了两组与G104-5断块Ng储层的地质特征、水平井位置和水平井长度等相类似的三维物理模型。(5)针对影响C02吞吐效果的工艺参数,开展三维物理模型室内实验,筛选出C02吞吐最优方案,通过相似准则将模型参数转化为油田现场参数,结果表明：实验结果符合油田现场数据,可以指导现场应用。(6)开展一组C02段塞气水交替注入驱替实验,分析段塞驱的实验效果,与C02吞吐控水增油效果进行对比,深入理解CO2吞吐控水增油机理,为NP油田G104-5断块油藏的合理开发提供另一个有参考价值的方案。(7)通过三维物理模拟实验和部分辅助实验结果,归纳总结C02吞吐控水增油机理。CO2吞吐控水增油机理主要体现在：使原油体积膨胀；降低原油黏度；形成内部溶解气驱；CO2吞吐的控水和疏通油流通道的作用。