气驱作为水驱后常用的提高采收率的有效手段,被全球各大油田广泛应用。N2作为最常见的气体,因原料丰富,获取成本低、化学性质不活泼、压缩系数较高和膨胀性好等优势,使得注N2驱油有着极好的发展前景和潜力。本文依托国家十三五重大专项示范任务“缝洞型油藏注气方式和技术政策研究”(2016ZX05053-009),主要针对TH缝洞型油藏井组N2驱开发存在的诸多问题,如现场试验见效情况差异大,部分井组出现气窜,井组N2驱方气换油率低,注气参数需要进一步优化等。迫切需要对井组N2驱进行深入研究。论文主要采用室内物理模拟的方法,在建立典型缝洞单元井组高温高压可视化物理模型及配套的物理模拟装置基础上,进行了井组注N2物理模拟实验,考虑了注采井网、注气方式、注气参数的影响,研究了缝洞油藏N2驱的机理以及影响N2驱驱油效果的因素,研究成果对TH缝洞型油藏井组N2驱提高采收率具有一定的指导意义。此次研究得出了如下结论与认识:(1)选择TH缝洞型油藏主体区典型井组缝洞单元,利用激光雕刻技术制作了耐高压的井组可视化物理模型,改进了相应的反应釜,使其满足高温高压(70MPa、150℃)可视化要求。(2)井组N2驱注采井网实验表明:高注低采井网驱油效果最佳,采收率达到了85.24%,其次依次为高低结合注气井网、等高部位注气井网、低注高采井网,采收率分别为 82.31%、79.23%、75.61%。(3)井组N2驱注气方式实验表明:气水交替驱驱油效果最好,周期注气次之,连续注气驱油效果较差,三者的采收率依次为90.23%、87.16%、85.24%。(4)井组N2驱注气参数实验表明:过早注气和过晚注气都不能取得的最佳的驱油效果,水驱含水率达到90%后转注,最终采收率较高,达到了 85.24%;注气速度存在最优值,注气速度选择0.2mL/min为宜,使得注入气波及范围广且不易发生气窜;多轮次、适中的周期注气量驱油效果最佳,6轮注气驱油效果较好,气驱采收率达了 22.88%;随着注入量的增加,采出程度增大,当注入量达到一定值后,增油效果明显下降,适量的N2注入能够取得良好的驱油效果,氮气的利用率较高。气水交替驱时,气水比越大,气体突破越早,气水比为1:1时,驱油效果较好,采收率为86.29%。(5)井组剩余油分布分析表明:注采井网、注气方式、注气速度以及缝洞单元连通模式和相对位置都能影响气驱剩余油分布,可以通过优选注采井网、注气方式以及注气速度改善驱油效果,减小剩余油的分布范围。井组N2驱驱油机理有重力分异、膨胀降粘、补充地层能量、气驱前缘以及抑制水锥等。