CO₂驱油技术是提高低渗透油气田采收率的一种行之有效的方法,针对CO₂作用后储层性质变化,大多数研究集中在离子浓度变化和孔隙度、渗透率的变化,而对孔隙结构、毛管力曲线、储层微观非均质性等性质的改变研究较少。本文以HB油田西柳10断块沙3段储层的致密砂岩为研究对象,利用低温氮气吸附实验和高压压汞实验,对西柳10断块致密砂岩储层微观孔隙结构、宏观孔隙结构、毛管力曲线变化以及微观非均质性进行CO₂作用前后对比实验分析,并对其影响因素进行分析。主要有如下成果和认识:（1）致密砂岩典型的低温N₂吸附曲线滞后回环形貌特征与孔隙形态对应关系,发现本次实验中样品大多数属于C型,少数与B型接近,说明西柳10断块储层孔隙中介孔（2⁵0nm）孔隙以开放程度较高的圆筒形为主,同时存在裂缝形孔隙。CO₂作用后的储层孔隙比表面积、平均孔直径和总孔体积均略有变大但最可几半径基本保持不变。（2）对样品进行了高压压汞实验,实验结果表明:CO₂作用后0.001⁰.1μm范围内的小孔隙数量有所增多,0.1μm¹μm范围内的孔隙数量略有减少,1μm以上的孔隙数量基本不变,但渗透率贡献仍以微米级孔隙为主。总体表现为CO₂作用后,致密砂岩的孔喉半径和连通性得以明显改善。实验后的毛管力曲线向左下方移动。（3）提出“非均质指数Q”的概念用于定量表征储层微观非均质性。本文建立了以图像处理分析研究致密储层非均质性的方法,采用自编Image J插件用于精准识别铸体薄片面孔,把储层微观孔隙的非均质性抽象为面孔率数值的离散性,提出了用于定量表征致密砂岩微观孔隙非均质性的新参数即非均质指数Q,以液氮吸附实验计算分形维数作为新参数的检验,并讨论了非均质指数Q的地质意义。结果表明:非均质指数Q与分形维数具有良好的正相关关系,可以认为其对于储层的非均质性、孔喉分布及孔隙表面的粗糙程度等均有良好的表征效果;非均质指数Q与样品的物性参数、比表面、平均孔直径及总孔体积之间均具有良好的相关关系,表明非均质指数Q可以很好的表征储层,量化评价储层,并为储层评价、储层分类提供了新依据,为后期圈定优势层位,指导开发、开采提供了新方向。CO₂作用后的岩石微观非均质性指数Q值变大,表明CO₂作用后储层微观非均质性变强。