CO₂干法压裂作为一种无水压裂技术,具有节水、降低储层伤害、提高采收率和实现CO₂埋存等优点,是提高致密砂岩储层压裂改造效果的前沿技术。目前,国内对该技术的研究尚处于试验阶段。国外将CO₂干法压裂已经成功用于油田现场,但对其增产机理研究比较薄弱。因此,有必要对致密油储层CO₂压裂增产机理进行深入研究。本文首先通过X射线衍射实验对长7致密砂岩矿物组成进行分析,并进行脆性评价。基于室内小尺寸真三轴压裂实验装置,考虑压裂液类型、水平应力差、排量及完井方式的影响,对长7致密砂岩露头岩芯开展CO₂干法压裂物理模拟实验。同时结合CT扫描成像、试样表面观察和试样剖分三种方法描述裂缝形态。其次建立固液两相流数学模型,并利用CFD方法进行求解。对CO₂压裂缝内携砂规律进行分析,得到CO₂流体携带支撑剂在裂缝中的砂堤分布特征,在此基础上系统分析了施工参数、支撑剂性质、压裂液类型和裂缝复杂程度对CO₂流体缝内携砂规律的影响。本文采用长7致密砂岩CO₂压裂物理模拟实验和CO₂流体缝内携砂数值模拟相结合的方法,揭示了致密油储层CO₂压裂增产机理。研究成果将对致密油储层绿色高效开发提供理论依据和技术支持。