碳酸盐岩缝洞型油藏在全世界油气资源储量中占据重要地位,具有规模大、储量大、储层非均质性强等特点,在国内外均属难开采油藏,无论从理论方面还是实践方面,此类油藏的勘探开发技术都处于探索阶段,而现有的研究工作还不能满足这类油藏的开发需要。本文以研究缝洞型油藏在水驱失效后进行注气驱油的适应性为目的,通过流体相态特征实验、可视化模型实验和全直径岩心实验等多种研究手段对缝洞型油藏注气驱油机理进行了研究认识。以典型的碳酸盐岩油藏——塔河4区S48单元为例,S48单元在前期生产中主要采用注水开发方式进行开采,但注水开发效果正逐年变差,在缝洞体构造高部位存在大量剩余油,需要转变开发方式。本次论文研究分别从注入气增溶降黏能力、重力分异作用、地层能量分布和缝洞结构条件等四个方面对S48单元注气驱油的作用机理进行分析。在流体相态特征实验中对S48单元地层流体进行了分析,得知地层油样为高含重质组分的黑油,认识N2、CO2、天然气三种不同注入气对地层油样的增溶、降黏和抽提性能的具体差异。在高温高压全直径岩心实验中采用了水驱—气驱—水驱的方式进行研究,通过实验进一步认识到以上三种气体的增溶降黏性能差异对稠油采驱效果的具体影响；然后进行了模型通道封堵和岩心夹持器倾角改变的对比实验,认识到缝洞型油藏注气驱油对“阁楼油”的驱油机理以重力分异作用为主。有机玻璃可视化模型实验同样采用水驱—气驱—水驱方式进行研究,通过对实验流程的直接观察,对缝洞储集体高低分布、开口方向、开口数量以及所连接裂缝的缝宽、发育方向等方面对注气驱油作用机理的影响取得了更为深刻直观的认识。通过深入研究得出结论：缝洞型油藏注水开发失效后,采用注气驱油措施可以有效动用水驱未波及的“阁楼油”,重力分异为主要气驱作用机理,增溶、降黏和抽提等机理影响相对较小,且井间缝洞结构对流体流动路径的具有一定影响。论文成果对缝洞型油藏注气开发技术的发展具有一定的参考价值。