近年随着我国陆上大部分油田开发程度的逐步深化和新发现低渗透储量的大幅度增加,深化研究和配套完善低渗透油藏有效提高采收率矿场应用技术,已成为我国陆上石油工业持续稳定发展的一项重大战略任务。目前国内外低渗透油藏的提高采收率技术难度较大,矿场成功开发的实例少见,其中低渗砂岩油藏高含水阶段注气开发技术的研究由于缺乏成熟的理论方法和技术思路更是空白。本文以吐哈温米油田温西三区块为例,综合应用室内仿真物理模拟手段,结合油藏工程和数值模拟理论和方法,系统认识了注气开发机理和气驱油特征规律,建立了注气有效流度调控和注气关键参数优化方法,提出了一套完整的注气提高采收率技术思路和研究方法。主要研究成果为：1.从理论上研究了低渗砂岩油藏注气开发的微观和宏观驱替机理。混相驱替的基本机理是驱替剂和被驱替剂在油藏条件下形成混相,消除界面,使多孔介质中的毛细管力降至零,从而降低因毛管效应产生毛细管滞留所圈闭原油的残余油饱和度；非混相主要驱替机理是体积膨胀、粘度降低和重力分异作用；储层非均质性和油藏流体的配伍性均会对注气驱油效率产生影响。2.利用细管驱替实验获得了温西三区块气藏气的最小混相压力为33.96Mpa,前沿气的最小混相压力为33.OOMpa,前沿气驱的最小混相压力比气藏气驱低0.96Mpa,驱油效率则高3.88%,注入气的富化程度对混相压力和驱油效率有较大影响。3.通过油气多次接触实验认识了温西三区块注气机理是以蒸发作用为主的蒸发／凝析双重组份传质作用机理,采出气中间组成呈现出先下降然后又升高的趋势；不论是混相驱还是非混相驱均存在油气相间传质带,传质带的大小决定了注气驱油效率的高低。4.采用正交实验设计方法和仿真物理参数模拟耦合,确定了温西三区块采用气水交替非混相驱替方式可以有效抑制注入气体提前突破,注入气体组成对应的拟临界温度为213.25K,合理注入气段塞尺寸为0.025HCPV,气水比1：1,累积注气段塞达到0.25HCPV。5.温西三区块注气提高采收率方案整体依托现有注采井网,采用顶部注气、边部注水的注气井部署和气水交替非混相驱替方式,气水交替周期6个月,区块日注气量29.49×104m3,数值模拟预测注气提高采收率6.52%,累积增油量86.6×104t。本文研究成果已用于吐哈油田二次开发注气提高采收率前期研究。应用结果表明：本文研究方法可靠,实用性强,具有可操作性,实施后将为油田带来良好的经济效益。同时,本文针对低渗砂岩油藏高含水期注气提高采收率技术的研究思路和方法将为我国其它地区同类型油藏的开发研究提供一定的借鉴和理论指导意义。