与国内外其它地区碳酸盐岩油藏的类型不同,塔河奥陶系碳酸盐岩油藏非均质性极强,流动规律复杂,有渗流,管流、过渡流等多种流动规律。该油藏开发历程显示递减率较大、采收率较低。经过多年的研究经验积累和多个科研项目的攻关突破,西北油田分公司已形成了针对单井单元的注水替油和多井单元的注水开发技术,有效地减缓了油藏递减,提高了采收率。但随着注水开发的深入,目前所采取的注水方案逐渐失效,为此西北油田分公司开展了单井注气提高采收率现场试验,试验初步显示注气效果显著。通过调研发现,虽然注气的定性机理明确,但由于地质情况的复杂、三维地质模型的可靠性低、注气开发的各项参数指标不明确,导致缺少详细的注气方案。为此本论文围绕两大相关问题进行研究,其一为地质模型的完善,其二为改善的地质模型基础之上的注采参数优化及注气方案设计研究。本文以塔河4区作为研究背景,依据现场选井原则,优选两口具有明显构造特征的单井单元作为研究对象,通过两口井现场试验过程中的静动态资料,分析评价注气开发过程中的影响因素,并以此作为注气方案设计的基础,之后利用三维地质建模及数值模拟一体化技术,从机理层面分析验证注气开发的可行性,通过各类注采参数的优选对比来完善最终的注气方案设计。本文基于等效单重介质模型,提出一种虚拟溶洞段测井曲线的赋值方法并采用一种特殊溶洞渗透率场建立方法完善了溶洞渗透率模型的建立难题,完善了两口单井的地质模型,使完善的地质模型更加接近于储层实际状况,为数值模拟提供了可靠基础。针对增加储量动用程度的目标,本文聚焦于储层高部位“阁楼油”而提出注气开发方式,在明确注气机理的基础上,采用数值模拟的方法顺序优选了注气时机、注气量、注采比、焖井时间、开井工作制度等注采参数,设计了各类优选方案共18组,初步形成了塔河4区碳酸盐岩缝洞型油藏注气技术政策,这对于塔河缝洞型油藏注气开发具有一定的借鉴意义。