目前,国内外对于裂缝性低渗透率油藏CO₂吞吐的研究较少,现有研究规律难以解释裂缝性低渗透率油藏吞吐采油机理。因此系统地研究CO₂在裂缝性低渗油藏条件下的吞吐开采特征以及利用多孔介质中的扩散规律解释吞吐增产机理,对现阶段提高裂缝性低渗油藏CO₂吞吐采油效果具有重要意义。本文通过高温高压物性实验,对比了CO₂在轻质原油和稠油中溶解特性的差异;通过室内裂缝性低渗岩心CO₂吞吐模拟实验,获得了裂缝性低渗油藏CO₂吞吐的开采特征,初步分析了裂缝性低渗油藏CO₂吞吐开采机理;根据改进的压降法模型测定了CO₂在轻质原油中的扩散系数,根据径向扩散模型测定了CO₂在饱和油多孔介质中的扩散系数,研究了裂缝以及岩心渗透率对于扩散过程的影响;采用改进的低场核磁共振成像装置,对吞吐后岩心进行可视化分析,研究了裂缝对于岩心中剩余油分布的影响,进一步揭示了裂缝性低渗油藏CO₂吞吐开采机理。研究结果表明:与稠油相比,CO₂在轻质原油中溶解后,能够获得更大的溶解气油比、体积系数等参数,而溶解降粘率较低。裂缝性低渗岩心CO₂吞吐过程中,裂缝能够储存CO₂气体,提高地层弹性能量,改变放喷过程中流体流动形态,降低渗流阻力,提高可采周期数,而焖井时间的增长和CO₂注入量的增加能够提高裂缝性低渗油藏CO₂吞吐效果。由于CO₂溶解度的影响,CO₂在轻质原油中的扩散系数大于其在稠油中的扩散系数,并且扩散系数随温度和压力的升高而增大。在裂缝—孔隙双重介质扩散过程中,CO₂首先溶解于岩心和裂缝表面的原油中,使得扩散传质速度大于无裂缝多孔介质,并且裂缝能够增加CO₂波及体积,使得渗透率对于采出程度的影响不显著。带有裂缝的岩心吞吐后剩余油主要分布于远离CO₂注入端的位置,并且剩余油含量整体较低;而无裂缝岩心吞吐后剩余油含量较高,并且只有靠近CO₂注入端位置的轻质油被采出。可视化实验结果很好地证明了裂缝能够增加CO₂扩散量,提高CO₂在岩心中的波及体积。