陕北油田属于低渗透和特低渗透油田，油藏物性复杂，非均质性强。尽管采取了注水等一系列有效措施，但注水水质标准要求高，处理难度大，成本高，注水压力高，从而水井发生套变、套损现象比较普遍，水井利用率低，有的油藏甚至根本注不进水；另外，低渗油藏泥质含量高，水敏感性强，容易造成不可恢复的地层伤害，这样仍有大部分原油残留在地下采不出来。综合考虑，目前只有气驱最适合低渗透油藏，气驱方法因采用的注入气不同，其驱油机理和效果也有较大差别，无疑CO₂混相驱和注烃气混相驱效果最好，但资源的不足限制了这些方法在油田的应用和推广。进入20世纪80年代以后，由于N₂的来源广泛，价格低廉，无腐蚀，无污染等独特优越性，使得N₂驱已成为注气开发的新技术、新趋势，特别是对注水困难的低渗透油藏、凝析气油藏和构造油藏，注N₂的确取得了很好的效果。油藏数值模拟技术从50年代开始研究至今，已发展成为一项较为成熟的技术。在油田开发方案的编制和确定，油田开采生产措施的调整和优化，以及提高油藏采收率方面，已逐渐成为一种主要研究手段，相对于现场实验成本低、风险小。因此，探索注N₂提高采收率方法对提高陕北特低渗透油藏的开发效果，推动陕北油田的可持续发展具有重要的意义。文章探索陕北特低渗透油藏注氮气提高采收率技术，结合陕北油藏地质条件，选取西区旦八区块长4+5下油藏，以生产历史数据为基础，应用油藏数值模拟技术进行研究。在储层地质特征研究地基础上，对氮气和地层原油混相压力进行了研究，并对氮气和原油做了PVT实验。在以上基础上，建立三维地质模型，并选用合适模拟器对水气交注和纯气驱两种注入方式不同方案采用单因素和多因素正交方法进行了模拟研究，选出最优方案。结果表明水气交替注入方式提高特低渗透油藏采收率明显，最多可增加4.26%，这一研究结果对现场开展注氮气驱油提供了借鉴。