我国的低渗透油藏分布范围广、储量丰富、开发潜力大,研究其开发技术对实现国内原油增产增储具有重要意义。低渗透油藏CO2驱相比于常规开采技术能够显著提高采收率,对低渗透油藏CO2驱进行数值模拟研究可以为实际开采提供参考。然而,实际油藏规模大,油藏流体组分数目多,使用传统求解方法进行数值模拟计算效率低。因此,本文就低渗透油藏CO2驱全组分模型数值模拟的高效求解算法进行研究。在使用顺序求解算法求解全组分模型时,模型中各质量守恒方程之间耦合程度高,方程的系数与压力、饱和度和组分摩尔分数相关,使得压力方程的构造较为困难,容易引入较大误差,使顺序求解算法失效;同时,传统的顺序求解算法需要联立隐式求解组分质量守恒方程,计算效率低。为此,本文对顺序求解算法进行改进,使之可以用于实际低渗透油藏CO2驱的数值模拟。通过对比时间变化项以及空间输运项中各参数变化对于守恒方程的影响,发现时间变化项中因饱和度及组分摩尔分数变化带来的影响远大于空间输运项中的影响,并在此基础上,考虑时间变化项中各参数只与网格点自身有关,通过Gauss消去法建立重构的压力方程,研究发现重构的压力方程本质上就是各质量守恒方程的线性叠加,此线性叠加可以有效地消除方程中饱和度变化及组分摩尔分数变化所引起的误差,从而使得重构的压力方程具有较高的计算精度,保证了顺序求解算法的稳定性。在已知压力场的基础上,考虑到饱和度方程和组分质量守恒方程是双曲型方程,研究建立饱和度方程及组分质量守恒方程的拓扑排序算法。在二维情况下,油水气三相的流场均为有势场,流动是无旋的,此种情况下,根据流动的上下游关系,在保证方程强耦合性的前提下对网格点进行解耦,将原本所有网格点联立求解变为对每个网格点单独求解;在三维情况下,考虑重力的影响,对于油气流速场可能出现的有旋流动进行了分析,并在此基础上,根据网格界面的压力梯度大小研究建立了三维情况下拓扑排序算法。通过拓扑排序算法实现了组分方程及饱和度方程各网格点间的解耦计算,大幅降低了计算的存储量提升了可计算规模及计算效率。结合压力方程的构造以及饱和度方程和组分质量守恒方程的拓扑排序,本文分别建立了二维和三维全组分模型的改进的顺序求解算法。改进的顺序求解算法实现了压力方程、饱和度方程及组分质量守恒方程之间的解耦,使得本来需要所有方程联立求解变成各部分方程独立求解,降低了线性求解器所需求解的矩阵规模,提高了计算速度;使用重构的压力方程,提高了计算的准确度;对于饱和度方程和组分质量守恒方程采用拓扑排序算法,实现网格点的空间解耦,网格点之间无需联立求解,每个点独立求解,其求解计算量与网格数接近线性相关,并且随着网格数的增加,顺序求解算法的计算效率提升更加明显。本文将低渗透油藏CO2驱全组分模型顺序求解算法应用于二维和三维算例中,计算结果显示改进后的顺序求解算法在不同情况下,相较于全隐算法,在保证计算精度的基础上,均具有不同程度的效率提升,并且随着网格数的增加,顺序求解算法的效率随之增大,最大效率提升3～4倍。在三维情况下,无论均质油藏还是非均质油藏,计算效率提升均有3～5倍。