目前,国内大多数油田开采已经进入中后期,产能递减速度快,综合含水高,常规注水开发效果不显著,难以提高低渗透油田的采收率;提高采收率是各大油田急需解决的首要课题。注CO2驱油具有提高采收率效果显著、适用范围广、驱油成本低和安全环保等优点,根据其机理可分为非混相驱和混相驱,其中混相驱高于非混相驱的采油效率,混相驱油效率理论上可达100%,油藏的平均采收率可达90%以上;若要实现注入CO2气体混相驱替原油,地层压力必须大于最小混相压力。因此最小混相压力是确定混相驱油的一个重要参数,是提高原油采收率的关键,合理地预测最小混相压力对混相驱替设计具有重要的指导意义。预测最小混相压力的方法目前主要有实验法和经验公式法。实验法测定结果准确可靠,但耗时长、费用高,对仪器精度要求高,还易受人为因素影响;经验公式法简单、直接,但结果粗略、适应性不强;因此寻找一种能准确预测最小混相压力的方法是非常有必要的。本文研究利用多级混合单元模型预测最小混相压力的方法具有计算时间短、结果可靠等优点。具体的创新研究内容如下:首先,在CO2与原油多级接触过程中的热力学研究基础上,建立了描述平衡气液相组成、物质的量摩尔数守恒的物质平衡条件方程组,描述平衡常数与逸度关系的热力学平衡条件方程组和用于相平衡计算的状态方程结构体系,为建立多级混合单元模型奠定理论基础;其次,把细管实验用的填充细管离散为一系列具有相同体积的单元,连续注入的气体离散为一系列具有相同体积的批次,设定每个单元中的温度和压力恒定,单元间不存在物理扩散和毛管力作用,对每个单元进行热动力p/T闪蒸计算,建立多级混合单元模型;再次,以具体油气体系为例,研究多级混合单元模型中气油比GOR和分流函数对组分路径及混相发展过程的影响,分析多级混合单元模型预测CO2驱油最小混相压力的可行性;分析多级混合单元模型的可靠性,结果表明:多级混合单元模型平均相对误差仅为2.78%,具有良好的预测精度;然后,运用多级混合单元模型,分别对三元体系、四元体系和多元体系进行计算,求解出各关键结线的组成,对最小混相压力进行预测。分析CO2纯度、油层温度和原油组成等对最小混相压力的影响,研究得出:①杂质气体的临界温度高于CO2的临界温度,最小混相压力随CO2气体浓度的增大而增大,反之则减小;②在其它油层参数相同的情况下,最小混相压力随温度的增加而增大;③原油中轻质和中等组分含量越多,则最小混相压力越小。最后,针对芳48区块和欢26区块原油,以细管实验测定的最小混相压力为标准,对各种确定最小混相压力的理论方法进行比较,得到每种方法计算最小混相压力的适用范围和特点;误差分析表明多级混合单元模型预测最小混相压力的方法最优。