近年来我国许多油田的主力区块相继进入特高含水期,受储层非均质性的影响,地层中很大一部分油层难以被波及到,石油开采领域增产稳产的难度逐渐加大,注气和注泡沫技术引起了广泛的关注。泡沫具有高的驱替效率,及其堵大不堵小和堵水不堵油的特性。注空气泡沫技术充分利用廉价的空气和空气泡沫有效的封堵和较高的驱油效率,有利于进一步提高采收率。目前空气泡沫驱油技术已在许多油田得到了现场应用,被证明在水驱的基础上能够提高采收率10%~25%。本文采用多孔介质可视化微观模型,结合泡沫性能评价仪和岩心驱替实验,分析研究空气泡沫的驱油机理和渗流特性。利用改进的罗氏泡沫仪进行发泡剂筛选及性能评价实验,研究分析不同发泡剂和工况条件对泡沫性能的影响规律。研究结果表明,温度、发泡剂浓度、地层矿化度和含油饱和度等因素对泡沫综合性能影响较大。其中泡沫体系综合性能随温度和含油饱和度的升高均呈现普遍下降的趋势,并且实验最终筛选出ZY-1具有较优的泡沫综合性能。利用微观仿真光刻玻璃模型模拟多孔介质内的空气泡沫驱油过程,通过图像采集系统采集驱替过程中的图像,进而分析空气泡沫在油藏孔隙尺度上的渗流特性和驱油过程。观察分析了空气泡沫的生成、运移、破灭及再生过程以及微观尺度上的驱替过程。研究结果表明,空气泡沫不仅在平面非均质模型中对高渗通道形成有效地封堵,达到了高低渗同时推进的效果,而且在纵向上受重力影响会发生重力分异现象,空气泡沫优先驱替模型上部原油并逐渐封堵上部渗流优势通道,随后分流转向模型的下部。泡沫驱油的微观机理主要体现在不仅扩大了微观波及体积而且提高了微观采油效率。通过填砂管模型进行了空气泡沫封堵能力实验,实验结果表明,温度越高泡沫所产生的封堵力越小,泡沫综合性能较强的发泡体系产生的封堵力越强。该实验结果很好的验证和诠释了发泡剂性能评价实验与微观空气泡沫驱替实验的实验结果。