随着油气田开发技术的发展,致密油等非常规油气资源在世界很大范围内渐渐形成工业规模,特别是美国致密油的成功开发,极大地促进了全球油气行业的发展,给全球油气勘探开发带来了重大变化。致密储层具有地层天然能量不足、水驱能量补充困难和非均质性极强等问题,CO₂具有较强的扩散能力,可以更快地扩散进入油藏深处,使得原油体积发生膨胀、粘度大幅降低、流动能力增强,从而提高原油产率和降低残余油饱和度。因此,研究CO₂提高致密油采收率技术对于致密油藏的有效开发具有重要意义。通过深入研究超临界CO₂吞吐提高采收率的作用机理,确定CO₂与原油的最小混相压力,搭建致密油超临界CO₂吞吐提高采收率室内实验,研究各吞吐参数对采收率的影响。首先通过致密油藏岩样和原油物性参数研究得到基础参数,然后通过设计高压可视釜脱气原油膨胀实验,得到流体拟合参数,分析了压力、温度及分子量对膨胀和萃取作用机理的影响,为了实验的重复性和易操作性,以正十二烷作为模拟油,研究了岩性和孔隙度、CO₂注入量、吞吐轮次、注入时间、衰减速率等对CO₂吞吐提高采收率的影响。研究结果表明,所研究储层致密岩心的孔隙度均小于10%,渗透率极低,致密砂岩存在微裂缝,脱气原油属于轻质原油,60℃下粘度为3-5 m Pa?s,饱和烃含量高达68.52%,沥青质含量较低,仅为0.79%。在近混相压力附近,CO₂与原油的相互作用效果最佳,膨胀系数最大,萃取作用最明显;当CO₂摩尔分数较低时,温度对CO₂与原油相互作用膨胀系数无影响,在不同的压力范围内温度对膨胀系数的变化趋势不同,高温有利于CO₂与原油的相互作用,同时原油平均相对分子量越小,膨胀和萃取作用越明显。超临界CO₂吞吐提高采收率规律如下:孔隙度越大,采收率越高,由于干酪根的吸附溶解作用,页岩采收率低于致密砂岩;CO₂注入压力处于混相近混相压力时,CO₂的注入速率急剧上升,同时对基质采收率的影响大于裂缝采收率的影响;采收率均随注入时间的增加而增加,随吞吐轮次的增加而增加,增加幅度逐渐降低;随衰减速率的减小,采收率缓慢升高。