我国低渗透砂岩油藏资源量非常庞大,但具有渗透率较低、天然能量供应不足等问题,学者研究将二氧化碳作为驱油剂提高油藏采收率。然而CO₂作为驱油剂注入井筒后,会与砂岩产生反应改变岩石的微观成分和孔隙结构,影响砂岩力学性质,进而影响二氧化碳的驱油效果和地层的长期稳定性。因此,开展二氧化碳作用后致密砂岩力学性质变化特征研究具有重要意义。本文以华北西柳同口地区低渗透油藏致密砂岩为研究对象,通过X-射线衍射实验,研究不同条件下CO₂作用后砂岩的微观矿物成分变化特征,使用核磁共振分析仪,获得CO₂处理前后砂岩的孔隙度、孔隙结构及孔径分布变化规律,结合三轴应力试验,研究砂岩力学参数随CO₂浸泡时间和温度的演化规律,进而分析砂岩微观矿物成分和孔隙结构特征与宏观力学性质的关系。本文取得的主要研究成果如下:（1）根据X-射线衍射实验,揭示了二氧化碳作用对砂岩微观成分的影响规律。砂岩经过二氧化碳浸泡后,矿物组分随着浸泡时间发生不同程度的变化,在CO₂浸泡0⁷2 h时期,砂岩内石英含量大幅度增加,长石类矿物、方解石矿物含量逐渐减小;在浸泡72¹68 h时期,石英含量开始逐渐减小,长石类矿物、方解石矿物含量增加。这说明在CO₂浸泡前期,砂岩与CO₂发生了一定的化学反应,使得长石类、方解石矿物发生溶解改变砂岩的主要矿物成分结构,导致砂岩的总质量降低,在CO₂浸泡后期,溶液中的物质开始以次生矿物的形式固化于砂岩之中,再次改变了砂岩的主要矿物成分。（2）在不同的温度条件下进行二氧化碳浸泡砂岩实验,随着CO₂浸泡温度的升高,石英含量显著增加,幅度为35.16%;钾长石、斜长石、方解石,矿物含量持续减少,幅度分别为14.5%、8.33%、16.29%。这表明温度对二氧化碳与砂岩之间的化学反应具有一定的影响,随着温度的升高,矿物成分溶解速度加快,致密砂岩的总质量降低。（3）根据核磁共振实验,揭示了二氧化碳作用对砂岩孔隙结构的影响规律。随着CO₂浸泡时间增加,砂岩微孔体积显著降低;介孔体积略微增大,大孔体积显著增大后略微减小,同时孔隙度也呈现出先增大后减小的趋势,在浸泡50 h时孔隙度增加至最大值,因此孔隙度的增大减小主要由大孔和微孔比例改变所导致。通过不同温度下CO₂浸泡得出,温度对于微孔和大孔体积变化影响较大,对于介孔体积变化的影响较小,随着CO₂浸泡温度升高,微孔降低越快,大孔升高越快,砂岩孔隙度的变化越大。（4）根据三轴应力实验,揭示了二氧化碳作用对砂岩力学性质的影响规律。随着CO₂浸泡时间的增加,砂岩的杨氏模量、泊松比逐渐降低,抗压强度先降低后升高,其中杨氏模量、泊松比与CO₂浸泡温度的相关性最好,分别为0.9997、0.9231。随着CO₂浸泡温度的升高,砂岩的杨氏模量、抗压强度降低,岩样泊松比变化较小,其中抗压强度与CO₂浸泡温度的相关性最好,为0.9894。