统研究孔隙介质中CO2/地层油体系相态特征；通过对比分析两类实验的特点，进一步完善孔隙介质中相态测试方法；归纳总结各类孔隙介质中CO2/地层油体系相态特征及其影响因素，建立表征方法和相关理论；
（3）改善CO2/地层油体系混相条件的新方法及适应性研究；
针对地层应力特点，探索高于原始地层压力条件下，CO2/地层油体系混相条件的适应性和安全性；针对地层油组分特点，探索筛选有机或无机添加剂改善CO2/地层油体系混相条件；形成安全、有效、低成本的改善CO2/地层油体系混相条件的新方法。
（4）多相多组分非线性数值模拟方法研究；
以室内实验研究为基础，综合考虑流体传质、固液物理化学反应/作用、宏观和微观扩散/弥散、流体相态与组成变化等多种复杂因素，建立基础数学模型，建立求解方法，优化数值计算方法，编制数值模拟器，丰富多相多组分非线性数值模拟理论。
（5）陆相沉积特点的CO2-地层油体系相态理论及复杂渗流数值模拟方法 以室内实验研究成果为基础，结合油田试验区实际进展，验证和完善CO2-地层油体系相态描述与表征方法，形成理论与知识体系，支持复杂渗流数学模型构建；结合油田试验区需求，应用数值模拟器计算CO2驱油与埋存方案，模拟动态过程，在应用中修正和完善数学模型及其算法，形成复杂渗流数值模拟方法。
课题5：CO2驱油中的渗流力学理论
本课题从微观和宏观机理研究入手，采用理论与实验相结合的方法，针对我国典型非均质油藏条件的特点，研究CO2混相/非混相驱油在多孔介质中的渗流规律及主控因素，明确CO2驱油与埋存过程对地层岩石矿物及物性的影响机理与规律，提出CO2驱油流度控制与扩大波及体积的方法，为改善CO2驱油效果提供理论基础和技术支持，发展和完善CO2驱油中的复杂渗流理论。
（1）CO2驱油过程中多相渗流的微观数值模拟
建立描述多相多组分在孔隙内流动的格子Boltzmann（LB）模型，发展描述流体内部不同组分及相态之间相互作用模型、流体与骨架之间相互作用模型。
基于发展的计算模型，开展孔隙尺度的微观数值模拟，研究CO2驱油过程
中的渗流力学微观机理，包括：超临界CO2在多孔介质内的微观运移规律、CO2-水多相体系在孔隙介质内的微观运移规律与机理、CO2-原油在孔隙介质内的混相和非混相微观运移规律、CO2-岩石反应与流动及传质之间的相互影响规律等。
通过上述模拟计算，分析地层条件下含CO2的多相体系的渗流特点，并与相关物理实验和宏观数值模拟相互支持、相互验证。
（2）CO2驱油过程中储层岩石物性变化机理
研究长期埋存条件下和驱油过程中CO2与油层岩石、地层水反应生成物质的析出、固化及其对储层孔隙结构和渗透率的影响机理与规律：
CO2与岩石组分反应生成物对储层孔隙结构和渗透率的影响机理与规律：采用同步辐射装置对不同岩石与CO2作用后的岩样内部进行观察得到不同径向角度下图片，通过对图片的数学反演分析岩样的孔隙、吼道，从而得到表征多孔介质的属性参数如孔隙度、吼道分布、连通性及迂曲度等，研究CO2驱替过程中，在不同的油藏温度及压力下，CO2与不同类型的岩石矿物反应所生成的物质所引起的储层微观孔隙结构的变化以及对储层渗透率的影响；岩石表面性质的变化对储层孔隙结构和渗透率的影响。
CO2对岩石矿物溶蚀导致储层孔隙结构和渗透率的变化机理与规律：研究CO2与地层水反应所形成的碳酸对岩石溶蚀所引起的储层微观孔隙结构的变化以及对渗透率的影响；温度、压力以及地层水的组成对不同类型的储层岩石孔隙结构和渗透率的影响；CO2与岩石的作用时间对孔隙结构和渗透率的影响。
CO2与地层水中不同离子反应生成物对储层孔隙结构和渗透率的影响机理与规律：研究CO2驱替过程中，在不同的温度及压力下，地层水中的不同离子与CO2作用所生成的不同沉积物对储层孔隙结构和渗透率影响；地层水的离子组成和矿化度对沉积物形成影响。
（3）CO2驱油过程中储层流体物性变化机理
研究CO2与原油反应的生成物质及沥青质、石蜡等固态析出物质对储层渗透率的影响机理与规律；
CO2与原油重组分反应的生成物、沥青质、蜡颗粒对储层渗透率的影响机理与规律：采用同步辐射装置的对不同种类的原油及地层水与CO2作用后的岩样内部进行观察得到不同径向角度下图片，通过对图片的数学反演分析岩样的孔
隙、吼道，从而得到表征多孔介质的属性参数如孔隙度、吼道分布、连通性及迂曲度等，研究在混相和非混相条件下，CO2对原油抽提后所剩余的重组分（沥青质、蜡颗粒）所引起的储层渗透率的变化；考察温度、压力以及原油组成的影响；CO2与原油反应的生成物、沥青质、蜡颗粒与水间的界面性质及其储层渗透率影响。
储层孔隙结构变化对渗透率、孔隙度等影响研究：当CO2与油层岩石、地层水反应生成物质的析出、固化，使得储层孔隙结构发生变化，根据以上研究结果，采用微观数值模拟方法或直接在吼道中求解N-S方程，从微观角度开展CO2驱油渗流力学研究，最终得到不同条件下的地层渗透率的变化，尤其对低渗透油藏，当CO2驱油时孔隙结构或吼道的微小变化可能导致渗透率的变化。
CO2驱储层物性变化的物理化学模型研究：根据CO2与储层岩石、地层水以及原油作用所引起的储层微观孔隙结构和渗透率的变化规律，建立CO2对储层孔隙结构、渗透率改变的物理化学模型。
CO2驱油的宏观数值模拟研究：根据上述研究结果，提出CO2驱油的渗流方程，采用非结构网格及有限体积离散方法，对CO2驱油进行宏观数值模拟研究，并从宏观角度揭示CO2驱油渗流机理。
（4）CO2混相/非混相驱油在多孔介质中的渗流规律及主控因素
针对CO2在多孔介质中的渗流规律开展混相和非混相的条件研究，建立基于典型原油组分的混相压力数学表征方法，并形成CO2混相和非混相在多孔介质中的渗流数学模型，寻求一维驱替和二维平面物理模拟实验的数值反演方法，针对CO2在多孔介质渗流过程中的混相和非混相现象进行渗流特征的主控因素研究，描述混相和非混相条件下多孔介质CO2渗流的影响因素。
典型原油组分的CO2混相压力数学表征方法：不同原油组分的原油与CO2混相条件研究；建立CO2混相压力数学表征方法。
考虑混相和非混相时多孔介质中CO2的分区渗流数学模型：基于混相压力为控制边界的多孔介质中CO2混相渗流数学模型；考虑混相和非混相时多孔介质中CO2的分区渗流数学模型。
多孔介质中CO2渗流的数值实验方法：多孔介质中CO2的分区渗流数学模型的求解；CO2一维驱替实验的数值实验方法；CO2二维平面物理模拟实验
的数值实验方法。
多孔介质中CO2渗流规律的主控因素：影响多孔介质中CO2混相和非混相渗流条件的主控因素；基于多孔介质中的CO2混相/非混相渗流规律的研究，通过分析不同因素（流体性质、储层特征、注采条件等）对CO2混相半径、渗流能力、压力分布、驱油效率的影响，筛选影响CO2混相、非混相在多孔介质中渗流的主控因素，总结影响多孔介质中CO2渗流效果的主控因素。
（5）CO2驱油流度控制设计原理与扩大波及体积方法
CO2驱储层流体在孔隙和裂缝中的流动与渗流机理：研究CO2在地层条件下、不同渗透性、不同孔隙类型以及不同岩性的多孔介质中的渗流特性，揭示其渗流及驱油机理。
CO2非混相驱油过程中的粘性指进机理及主控因素：研究CO2非混相驱油过程中粘性指进的模拟及描述方法的建立；非混相条件下，各种因素（主要研究温度、压力以及不同注入条件）对粘性指进的影响，探索主要影响因素及控制方法。
CO2在非均质油藏驱油过程中的突进机理与影响因素研究：CO2在不同渗透性及非均质性多孔介质中驱油效率研究；气体在注入过程中的动态反应与驱油效果的关系研究；气体突进因素的构成及主要影响因素。
CO2在裂缝性低渗透油藏驱油过程中多相渗流及窜流特性研究：油水在裂缝和致密基质介质中的渗流实验；CO2在裂缝和致密基质的渗流实验；油、水和CO2在裂缝—致密基质中的渗流理论分析。
提高CO2驱波及效率的方法：重点开展提高二氧化碳粘度的机理及方法；在地层条件下增加CO2粘度的可行性研究；低渗透非均质油藏中抑制CO2窜流方法的研究。
课题6：CO2埋存和提高采收率工程技术与方法
目前在CO2捕集、埋存和利用等方面还面临如何实现低成本CO2捕集与分离，采油井见CO2后的伴生气中CO2分离利用技术以及验证规模化应用技术可靠性；由于矿场试验时间短，低渗透油蔵CO2驱开发动态规律掌握不清，地层压力与混相压力差值较小的油藏达到并保持混相状态的技术方法还需攻关并在扩大试验中完善；利用老注采井实施CO2驱油与埋存的注采井筒安全风险控制
技术，缓蚀剂加注工艺以及腐蚀动态监测技术等腐蚀防护对策，CO2驱分层注气及采油井举升工艺等重大理论技术问题需要进一步深化。
（1）CO2提纯新方法和理论
立足油气田CO2埋存和驱油应用，重点研究含CO2气田气开发过程中的CO2捕集和提纯的方法与理论，研究CO2储存和长距离管道输送的基础理论、计算方法和工艺技术，为实现大规模CO2驱油与埋存提供廉价气源，或降低储运成本。
①CO2捕集技术方法与理论 ②CO2储运技术方法与理论 （2）CO2驱采出气回注技术与方法
与CO2液态注入工艺相比，采用超临界注入工艺实现CO2埋存和驱油更加经济，更容易达到混相。但我国CO2超临界注入工艺研究几乎还是空白，需要探索CO2超临界压缩相态控制规律，研究适合不同规模的CO2注入流程和工艺方法。同时还需针对CO2驱采出气，明确CO2驱循环注气过程中回注气的指标需求界限，优选和探索CO2驱采出混合气回注和分离注入技术与方法，为实现CO2全部埋存提供理论支持。
①CO2高压注入理论与工程技术方法 ②CO2驱采出气回注技术与方法 （3）CO2驱油油藏工程技术与方法
针对现场试验暴露的问题，着重开展混相状态监测技术与分析，CO2驱开发规律，开发效果评价方法，以及提高开发效果油藏工程方法等方面研究，以满足CO2驱先导试验及扩大试验的需要。
①CO2驱混相状态监测技术与分析应用研究 ②CO2驱开发动态规律研究 ③CO2驱开发效果评价方法研究 ④CO2驱井网优化技术研究
⑤CO2驱不同开发阶段混相条件分析研究
⑥CO2驱油跟踪模拟与评价预测技术研究
⑦提高开发效果油藏工程参数优化与方案设计技术研究 （4）CO2驱油注采工程技术与方法
针对CO2驱规模化应用的注采关键技术，对老注采井的完整性进行系统的分析研究，制定科学合理的井筒完整性管理规范和技术对策，为扩大试验提供借鉴基础；结合CO2驱扩大试验进一步对缓蚀剂加注工艺及监测技术应用评价，综合防腐路线需要进一步验证；研究与试验CO2驱分层注气工艺，有效调整层间矛盾；研究适合CO2驱采油井科学合理的生产管柱和合理工作制度及生产压差控制技术，以达到成熟推广应用。
①CO2驱油与埋存井筒完整性风险评价及对策研究； ②CO2腐蚀防护技术及方法完善研究； ③CO2驱油分层注气工艺技术； ④CO2驱油高效举升工艺技术。