油藏条件下CO₂驱替过程中实时检测岩心多孔隙内各相流体的动态分布为明确岩心孔隙内流体的运移过程、驱油机理和渗流规律提供重要实验依据,本文提出了一种基于超声透射的实时检测超临界CO₂驱替过程中岩心孔隙内各相流体空间动态分布的非侵入式方法与技术,实现了CO₂驱替过程中各相流体饱和度的动态测量、各相流体空间分布的可视化以及流体运移过程与运移规律的研究。本文完成的主要工作如下:（1）在原有驱替装置的基础上设计了超声测试平台,在30cm?30cm?6cm岩心模型的上、下表面均匀布置25对超声探头,在油藏条件（高温高压）下对岩心模型进行水驱实验和CO₂驱实验,测得超声波透射过岩心的波形数据,包括6521组水驱实验数据和32175组CO₂驱实验数据。接收探头接收到的超声信号中含有许多岩心内部的特征信息,当岩心孔隙内各相流体饱和度变化时,将引起平均声速和声幅衰减这两个敏感特性的变化,所以利用平均声速和声幅衰减来反映岩心内部的特征信息。（2）提出了基于超声波穿透岩心的平均声速或声幅衰减的突变的驱替前缘检测方法,实验结果表明两种方法都能达到很好效果。当岩心某一位置的平均声速发生突变时,表明岩心内各相流体饱和度发生突变,突变时刻即为驱替前缘到达时刻;当岩心某一位置的声幅衰减发生突变时,表明流体饱和度发生突变,即驱替前缘到达该位置。（3）提出了基于声速的水驱含油饱和度数学模型,用首波时间来反映平均声速,含油饱和度与首波时间成线性关系,结合不同时刻、不同注入井与产出井的位置、超声探头阵列的分布位置,得到水驱过程中油水两相流体饱和度的空间动态分布;提出了基于衰减的水驱含油饱和度数学模型,用首波幅值来反映声幅衰减,含油饱和度与首波幅值成非线性关系,所得油水两相流体空间分布结果不如基于声速的结果。（4）提出了联合声速和衰减的CO₂驱流体饱和度数学模型,通过测量、计算和最小二乘估计得到数学模型相关参数的估计值,再利用数学模型求解出带有约束条件的线性最小二乘解（油气水三相流体的饱和度）,结合不同时刻、不同注入井与产出井的位置、超声探头阵列的分布位置,得到CO₂驱过程中油气水三相流体饱和度的空间动态分布。