碳酸盐岩油气藏属于世界油气资源的重要组成部分,目前主要以注水、注气为主体开发技术,且以注气稳定重力驱为主。本文以巴西深水孔隙型碳酸盐岩油藏为研究对象,采用理论推导、数值模拟和物理模拟实验等手段,重点研究孔隙型碳酸盐岩油藏注气重力驱渗流特征和驱油机理,建立注气重力驱采收率预测方法,为孔隙型碳酸盐岩油藏注气重力驱开发提供理论支撑。基于巴西孔隙型碳酸盐岩高压压汞曲线的分段分形特征,将孔喉区间分成四类(大孔喉、中孔喉、小孔喉和微孔喉),并依据不同孔喉类型的发育情况和平均孔隙半径将储层分为了四类;基于最小流动孔喉下限理论,给出了四类储层中主要流动孔喉半径和最小流动孔喉半径。从微观受力角度确定了自由重力驱的发生条件;基于毛管束模型推导了注气稳定重力驱的可动用孔喉半径界限的计算模型,结合最小流动孔喉下限理论,建立了基于微观孔隙非均质性的临界界面运移速度的计算方法,给出了巴西湖相沉积碳酸盐岩四类储集层的注气稳定重力驱的临界界面运移速度图版。开展了微流控气驱实验,结果表明注气之后通过打破微观剩余油的受力平衡从而动用剩余油,发现了油气水三相渗流机理主要以双驱替和膜状流为主;揭示了注气稳定重力驱渗流特征及驱油机理:油气界面以过渡带形式运移,重力作用下的连续油膜具有液压连通作用辅助克服小孔喉的毛管力;气体突破前气体前缘未波及区域为原油体相流,已波及区域为重力作用下的原油膜状流;气体突破后大孔喉内以重力驱动的薄油膜渗流为主,小孔喉内以重力-液压连通作用克服毛管力的厚油膜状流为主。建立了孔隙尺度非混相注气重力驱数值模拟方法,提出了孔隙尺度相似准数N_pore,量化分析了各因素对非混相注气重力驱开发效果的影响。各因素通过影响重力、毛管力、黏滞力和油气粘度比的相对大小来综合控制非混相注气重力驱微观渗流过程;当重力数大于500时,驱油过程受重力影响较大,重力数小于500时,采出程度与重力数关系不大,当重力数大于500时,重力数越大采出程度越高。根据油藏的非均质情况,制作三维相似非均质大模型,开展了高压条件下的注气重力驱实验,研究了注气速度、气体类型和注气方向对开发效果的影响。结果表明实施注气稳定重力驱时既要考虑重力、黏滞力和毛管力的影响,还需要考虑油气之间的相互作用等因素的影响;进而建立了可以准确预测非均质油藏注气重力驱采收率的模型。本论文揭示了注气重力驱开发机理,量化了各因素对开发效果的影响,为孔隙型碳酸盐岩油藏注气重力驱开发提供了重要的理论依据和技术支撑。