二氧化碳混相驱替提高采收率技术不仅提供了一种有效提高石油产量的方法,而且还能够将大量的温室气体安全的封存在地下,为抑制温室效应、保护大气提供了一种安全有效的方法,因此受到了研究者的广泛关注。在二氧化碳混相驱的相关研究中包含了两项重要参数,分别是最小混相压力和相间扩散系数。准确、快速地确定油气系统的最小混相压力和相间扩散系数是进行二氧化碳混相驱的基础,同时也是二氧化碳混相驱工艺设计成功的一个前提。但是,现有的实验室研究方法中存在着耗时长、成本高、操作复杂和缺乏定量标准等缺点。因此在本研究中,首先提出了一种用于测定油气系统最小混相压力的新方法—动态体积测量法。使用这一新方法分别测定了二氧化碳-正十六烷系统和二氧化碳-液体石蜡系统在不同温度的最小混相压力和一次接触混相压力,提出了一种基于液滴体积变化测定最小混相压力的判断定量标准。随后,通过对表面张力的测量详细分析了水相存在对油气两相体系造成的影响。详细介绍了油-气-水三相系统混相过程,并且根据所出现的不同现象将混相过程总结为了四个特征阶段。最后,将动态体积法的应用继续推广,测量了CO2-正十六烷体系在不同温度、压力下的相间扩散系数。同时改进了一种适用于油气混相体系扩散系数测量的传质模型。研究中得到的主要结论可总结如下:1.二氧化碳-正十六烷系统中油相液滴界面张力随温度的升高而升高,随压力的升高而降低,并与压力变化呈良好的线性关系;使用动态体积法测量得到的二氧化碳-正十六烷系统在系统温度为26.9°C、37.2°C、47.7°C、58.2°C和79.6°C时的最小混相压力分别为6.8 MPa、7.8 MPa、9.8 MPa、11.2 MPa和15.2 MPa;使用动态体积法测量得到的二氧化碳-正十六烷系统在相同温度下的一次接触混相压力分别为6.8 MPa、15 MPa、17 MPa、18 MPa和21 MPa。二氧化碳-正十六烷系统的最小混相压力随温度升高而升高,并与温度变化呈良好的线性关系。2.二氧化碳-液体石蜡系统中油相液滴的界面张力随温度的升高而升高,随着压力的升高而降低,并与压力变化呈良好线性关系;使用动态体积法测量得到二氧化碳-液体石蜡系统在系统温度为21.5°C、40.6°C、61.2°C和81.2°C时的最小混相压力分别是6.4 MPa、9 MPa、11.8 MPa和13 MPa;使用动态体积法测量得到二氧化碳-液体石蜡系统在相同温度下的一次接触混相压力分别为15 MPa、23 MPa、32 MPa和35 MPa;二氧化碳-液体石蜡系统的最小混相压力随温度的升高而升高,并与温度变化呈良好线性关系;混合油系统中少量重质组分的存在会严重影响一次接触混相的发生,并会导致一次接触混相点大幅后移。3.水相存在会使油滴界面张力升高以及最小混相压力点后移1.1 MPa;油气水三相系统混相过程可被分为四个阶段,分别为三相分层阶段(第一阶段)、两相混合区形成阶段(第二阶段)、三相混合区形成阶段(第三阶段)、三相混合区扩大及两相混合区消失阶段(第四阶段)。4.如果以最小混相压力的条件向储层注入二氧化碳,较小的扩散系数可能会导致非混相驱替过程的发生;正十六烷与环绕CO2相的扩散速率随压力的升高和温度的降低而显著增加;油气之间的扩散系数主要受到密度和粘度的影响。