研究CO₂的扩散行为,对于注CO₂提高采收率以及CO₂安全、长期、有效埋存具有重要意义。本文在国内外文献调研及实验室已有的CO₂在油相中扩散行为研究的基础上,重点对CO₂在水溶液中的扩散行为,通过室内实验和理论计算相结合的方法进行了研究。通过实验发现,由于CO₂溶于水和油后对液相造成的影响不同,导致CO₂在水相中和油相中的扩散行为具有明显的区别。针对这种情况,提出用视扩散系数来表征CO₂在水溶液中扩散初期的剧烈传质行为,并验证了其合理性以及如何通过图解法来定量的划分稳定阶段和非稳定阶段。CO₂在水溶液中的视扩散系数较稳定阶段扩散系数大了一到二个数量级。另外通过指示剂的方法直观地研究了CO₂在水溶液中的扩散前缘。最后在一维半无限大模型中,用常扩散系数表征不同时空下的扩散行为是不合适的,因而提出了在一维半无限大模型中CO₂在水溶液中视扩散系数的波形传播假设。