在解释复杂体系自发趋于平衡和趋于无序行为方面，经典热力学已经取得了巨大进步;但是趋于平衡和趋于无序并不是自然界的普遍规律。因此，人们实际关心的体系通常是非平衡体系，这类体系中发生的过程通常是不可逆的过程。对于非平衡体系和不可逆过程，经典热力学已经不适用，为了描述实际体系和实际过程，必须延伸热力学的概念和方法到存在非平衡和不可逆过程的情况，使得可以用等式来代替经典热力学的不等式，即必须抛弃热力学方法而采用动力学的方法。目前石油工程开发相态理论、渗流理论都是基于油气一接触立刻达到平衡的假设，而在油气田实际生产过程中非平衡现象无处不在，比如流体相态非平衡现象、油气分子之间非平衡扩散、多孔介质中油气体系非平衡吸附以及生产井井筒非平衡多相流等。在大量文献调研基础上，对油气生产过程中非平衡现象及研究现状进行总结，并简要介绍西南石油大学国家重点实验室对非平衡相态研究进展。研究结果可为注气机理研究提供参考，对油藏注气理论与应用研究也有重要指导意义。