本文是十三五国家科技重大专项课题（2017ZX05009004）“低渗-致密油藏高效提高采收率新技术”之任务“低渗-特低渗油藏复合气体改善CO₂气驱可行性研究”的部分研究内容。在低渗特低渗油藏开发过程中,CO₂驱具有较好的驱油效果而气源有限。N₂气源广而混相压力较高、驱油效果较差。为了解决这个问题,本文以YS油田为实际背景,通过向该油田的地面脱气油饱和井口产出气的方法,复配含气模拟油,并测定了油气高压物性参数,进而通过CMG油藏数值模拟软件对测得的流体参数进行了拟合。依据该油田的地层物性参数和复配含气模拟油的高压物性参数,用细管模型计算了CO₂-N₂复合驱油过程中CO₂和N₂在油气相中的分布规律,C₂-C₄和C⁺₂₂在油相中的摩尔分数变化,确定了CO₂段塞的大小,明确了CO₂前置段塞+N₂顶替的驱油方式。用均质模型对油层的长厚比、渗透率、不同CO₂段塞大小对采收率的影响进行了数值模拟计算。结果表明,油层长厚比小于100时,采收率随着模型长厚比的增加而增大,长厚比达到100后采收率趋于平稳,所以厚度小井距1%的油层更有利于提高采收率;在长厚比为30的实际油层中,CO₂-N₂复合驱的段塞组成以0.3V CO₂段塞+后续N₂为宜;随着渗透率的增加,同一CO₂ PV数的复合驱采收率降低,复合驱达到最终采收率时所需的CO₂ PV数增大,即渗透率越低,越有利于CO₂-N₂复合驱。在数值模拟计算的基础上,选取符合实验条件的天然岩心,进行了物理模型驱油实验,结果表明,当CO₂注入量为0.3PV时,采收率与CO₂驱采收率接近;这证明0.3PV大小CO₂段塞有效的阻隔了后续注入的N₂,通过对比不同渗透率岩心的实验结果可以发现渗透率降低,气驱采收率是增大的。用数值模拟方法对实验所用模型进行模拟计算,计算结果与实验结果相近,误差较小,也进一步验证了结果的可靠性,以非均质模型对油层的韵律性、渗透率级差、长厚比、CO₂段塞大小对采收率的影响进行了数值模拟计算。结果表明;油层的非均质性越强,其采收率越低,达到最大采收率所需要的CO₂的量越少;受重力分异的影响,无夹层的正韵律油层CO₂-N₂复合驱相对于无夹层反韵律和有夹层正、反韵律油层具有更好的采收率;当渗透率级差一定时,油层长厚比越大,气窜时间越晚,采收率越高。