稠油油藏注空气辅助蒸汽吞吐开采技术是指向蒸汽吞吐开采的油藏中注入空气，在蒸汽吞吐的高温高压环境下空气中的O2与稠油反应而被消耗，利用未反应的N2及生成的CO2等烟气的增压助排、调剖、辅助重力泄油、提高热效率等作用机理，以及稠油低温氧化的调剖作用和固砂作用，来改善蒸汽吞吐开采效果的一种新方法。其中，补充地层能量、提高地层压力是提高蒸汽吞吐开采效果的关键因素。为了评价注空气辅助蒸汽吞吐开采稠油油藏的潜力，本文对辽河油田杜84区块稠油进行了室内物理模拟实验和油藏数值模拟研究，明确了注空气辅助蒸汽吞吐开采的机理，为稠油的热力开采提供理论基础和技术支持。（1）开展高温高压反应釜静态实验并综合分析后得出：注空气辅助蒸汽吞吐开采的油藏条件下，稠油与空气发生低温氧化反应具有胶质含量降低，沥青质含量增大的特征。杜84稠油低温氧化反应包括加氧反应和裂解反应，反应主要液相产物是酮、醛和酯等非极性化合物，反应气体产物主要是剩余O2、CO2和CO，并有少量烃气、SO2和H2S生成，剩余O2浓度低于4%在安全范围之内。（2）高温高压反应釜腐蚀模拟实验和填砂模型管实验表明：在油藏压力条件下，注空气低温氧化后稠油粘度有所升高；氧化后的稠油饱和烃含量变化不大，胶质含量降低，而沥青质含量增大，重质组分含量增大了；空气低温氧化使填砂模型渗透率降低，残余油量稍有提高，但变化不大；当蒸汽+空气温度为200℃时，蒸汽+空气对N80钢的腐蚀作用较小，通过加入缓蚀剂或除氧剂能够有效降低N80钢的腐蚀速率。（3）注空气辅助蒸汽吞吐增能采油的增产机理：加热降粘、气体溶解降粘、重力驱替、气体增压、气体提高热效率和就地固砂作用等。（4）填砂模型管驱替、大型填砂模型吞吐物理模拟实验和油藏数值模拟表明：在蒸汽吞吐过程中注入空气具有明显的增压作用、一定的调堵作用和显著的增产效果，增压和增产效果与N2辅助蒸汽吞吐相当，周期采油量较蒸汽吞吐有明显的提高，吞吐开采轮次越高，增产效果越明显。