CO2驱采出流体在井筒举升和管线流动过程中,溶解于采出液中的CO2因压力降低会逐步析出,会使得原油发泡现象愈发严重。为了缓解分离器因此产生的泡沫“冒罐”问题,提高分离器消泡分离效率,有必要对泡沫的生成衰变行为及影响因素进行分析,以及需要对分离器结构进行有效的改进。本研究设计了一套高压溶气原油泡沫测试实验系统,研究了CO2驱采出流体发泡特性。利用高速摄像装置对泡沫产生至衰变的演变过程进行了记录,将不同降压阶段的气泡行为总结为气泡产生、气泡单层铺展、气泡聚并、气泡衰变和气泡多层堆叠五类。研究了温度、初始溶解压力和搅拌速率对原油发泡特性的影响规律。研究表明,原油的温度越高,降压阶段的发泡过程更为剧烈;进入稳定阶段后,原油的温度越高,泡沫量越少。CO2在原油中初始溶解压力越高,在降压阶段,体系的泡沫数量越多,且直径更大;进入稳定阶段后,气泡直径减小,泡沫稳定性降低。增加搅拌会加剧降压阶段的原油泡沫行为,但会促进稳定工作压力下的泡沫衰变。本研究还搭建了CO2驱采出流体消泡分离实验系统,以确定分离器消泡分离效率最佳的入口结构,和分离器内部消泡结构。研究表明,相较于挡板式入口和多管旋流入口,插入式GLCC入口对于分离器分离效率的提升更具有优势,能够较为明显的将气相出口液滴粒径降至100μm以内,相同消泡时间内,使得分离器内存在较少体积的泡沫。停留时间方面,在低气液比条件下,插入式GLCC入口的停留时间为25 min;高气液比条件下,插入式GLCC入口的停留时间为15 min,均为三种入口结构中停留时间最短的。在安装插入式GLCC入口的分离器中部增加动态消泡装置-消泡桨,实验表明消泡桨转速为90 r/min,具有4片桨叶并且桨叶角度为75°时,表现出最佳消泡能力。并能将分离器的停留时间,在低气液比条件下减少到18 min;高气液比条件下减少到12 min。在此动态消泡装置参数的基础上,继续增加了静态消泡装置-消泡板,实验发现,当使用3块间距为120mm的打孔折流板时可以达到最佳消泡效果。静态消泡结构的优化设置,使得分离器的停留时间在低气液比条件下减少到14 min;高气液比条件下,减少到10min左右。使用MATLAB软件搭建BP神经网络模型,利用其较好的收敛速度和精确性,对不同温度、气液比、表面活性剂含量、含水率等条件下的分离器停留时间进行预测。模型训练得到的停留时间与实际停留时间之间预测误差平均值为0.96%,为油田现场分离器停留时间确定提供了一定计算建议。