近年来,注空气提高采收率技术在我国得到了越来越多的应用,但对防爆安全、气窜和腐蚀的担忧,影响了该技术的推广。因此,防止氧气与油气混合物的爆炸、有效控制气体流度和气窜、极大限度地提高采收率将是注空气工艺成功的关键。本论文针对油层较厚或较大倾角的油藏,提出和研究减氧空气重力稳定驱工艺方法,通过爆炸理论和空气-油气爆炸特性实验结果,确定减氧空气防爆的临界氧含量,进行减氧空气-原油的PVT实验、低温氧化（LTO）实验和重力稳定驱替实验,研究减氧空气重力稳定驱提高采收率机理,提出改进的气驱前缘稳定判别模型;根据实验和矿场数据,针对目标油藏进行油藏数值模拟研究,设计与优化减氧空气重力稳定驱的工艺方案,为空气和减氧空气驱技术的推广提供支撑与依据。首先,根据高温低压油气混合物爆炸极限实验,确定目标区块油气爆炸的最低临界氧含量理论值为10.26%,考虑到高温和高压对可燃气体爆炸极限的影响及其他不可预见安全因素,从而提出目标区块的减氧空气指标为8%。然后,利用目标区块原油样品,在油藏条件下进行了原油高压物性及减氧空气-原油PVT实验,研究减氧空气-地层原油体系的相态、溶胀特性及物性变化,为油藏数值模拟、减氧空气作用机理分析提供了参数;通过原油低温氧化（LTO）实验,测试分析在油藏条件下的耗氧和反应速率,建立了原油-减氧空气的氧化反应动力学模型;LTO反应后的原油粘度测试结果表明,减氧空气与目标区块油样的相互作用对原油流度影响不大。其次,通过室内减氧空气重力稳定驱油实验,探索地层倾角、原油粘度和注气速率等参数对驱油效率的影响规律,得到了不同重力稳定条件下的驱油效率,为分析重力稳定提高采收率机理提供了依据。根据顶部注气重力稳定模型及迪茨（Dietz）模式几何关系,结合实验数据,通过理论推导,提出了表征顶部注气重力稳定判别模型-改进的重力稳定判别数NGAGI,综合考虑了注入气与原油密度差异、原油粘度、渗透率、注入速率和储层倾角等因素,并通过实验数据和矿场试验和生产数据,验证了所提出的判别模型的可靠性和适用性。最后,基于目标油藏的地质特征,在室内实验和矿场生产历史拟合的基础上,建立目标区块减氧空气重力稳定驱油藏模拟模型,结合目标区块地质及油藏特性,揭示了减氧空气重力驱提高采收率机理及减氧空气-原油氧化反应的热效应;针对注气井位、井网及注气速率进行了方案设计优化,建议采用低注入速率的低温氧化工艺（LTO）,实施分区高注低采井网,单井减氧空气的注入速率为3×10~4 Sm~3/d。油藏模拟和现场先导试验结果表明,注气的重力稳定效果明显,控水增油效果显著,气驱前缘较为稳定。