超临界二氧化碳技术是非常规油气开发技术的研究热点，由于二氧化碳本身黏度低且具有惰性，使其在非常规油气开发中的应用受到限制。因此，寻求适用于二氧化碳的增黏剂，并对增黏剂与二氧化碳的相互作用机理、影响因素等进行深入探讨，是促进超临界二氧化碳技术发展的关键。本文从二氧化碳、助溶剂、聚合物的热力学和流变性质出发，选择了亲二氧化碳的聚合物和助溶剂，设计开发了适用于高压二氧化碳体系的新型相行为测量装置和流变性测量装置，探讨了温度、压力、组成等因素对体系相行为和流变性的影响，并分析了其作用机理，同时建立了适用于体系的高精度相行为预测模型和流变性关联模型。本课题的数据为含二氧化碳和聚合物体系的相行为和流变性研究提供了大量基础数据，给超临界二氧化碳技术提供了理论基础和实践依据。
　　基于可视合成相行为测定方法，设计开发了新型高压相平衡仪，装置利用自动控制系统实现对温度、压力和体积的准确调控，并将光敏系统引入其中，能够准确地测定各种体系在较广的温度和压力范围内的相行为。并选用聚乙酸乙烯酯（PVAc）作为增黏聚合物，选用乙醇、乙酸和乙酸乙酯作为助溶剂，利用高压相平衡仪测定了二氧化碳-PVAc二元体系，二氧化碳-助溶剂-PVAc三元体系在一定温度和组成下的相转变压力。二元体系的相转变压力随着温度的升高而增大，随着聚合物分子量的增加而增大，随着聚合物浓度的增大呈现先增大后不变的趋势。3种助溶剂的加入都能够降低二氧化碳-PVAc体系的相转变压力，其中乙醇的降低效果最明显，乙酸的次之，乙酸乙酯最弱。使用微扰-统计缔合流体理论（PC-SAFT）状态方程建立了二氧化碳-助溶剂-PVAc体系相行为的预测模型，通过文献和本文中的实验结果确立了体系的二元交互作用参数kij，模型能够很好的预测相行为的实验结果。
　　基于毛细管黏度测量方法，设计开发了新型高压毛细管黏度计，装置利用各类控制系统实现对温度、压力、流量、压差的准确调控，采用中间容器和回压装置间接控制可压缩流体的压力，能够准确地测定各种体系在较广的温度、压力和剪切速率下流变性。利用高压毛细管黏度计测定了纯二氧化碳和纯助溶剂一元体系，二氧化碳-助溶剂二元体系，二氧化碳-PVAc二元体系，二氧化碳-助溶剂-PVAc三元体系在一定温度和压力下的黏度。压力大于15MPa时，各种体系的黏度随温度升高而减小，随压力增大而增加。助溶剂和PVAc的加入都能够提高二氧化碳的黏度，体系的黏度随着助溶剂浓度、聚合物浓度和聚合物分子量的增大而增大。乙醇和乙酸的增黏效果相当，优于乙酸乙酯。在乙醇或乙酸浓度28wt%，PVAc浓度4wt%时，黏度能够达到纯二氧化碳的6.6-8.2倍。使用经验模型关联了纯二氧化碳和纯助溶剂的黏度，并建立了聚合物熔体黏度的半经验关联模型。使用半经验和经验模型以及混合规则对黏度的实验结果进行了关联，确立了纯组分的特征参数，混合体系的二元交互作用参数nij以及其中的可调参数，修正后的模型能够很好的关联黏度的实验结果。