随着工业化进程的推进和社会经济的发展,化石燃料需求日趋增大且其燃烧所产生的温室气体已严重威胁地球环境。我国二氧化碳的排放量已稳居世界第一,减排压力巨大。近年来二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)技术受到广泛关注,已成为节能减排最主要的手段之一。二氧化碳驱油封存技术作为CCUS最为重要的环节,已成为石油行业的研究热点。二氧化碳驱油封存技术可分为两部分:二氧化碳驱油过程和二氧化碳封存过程。二氧化碳的物理化学性质,使得二氧化碳可与原油达到物理形式上的混相,可有效提高驱替效率和采收率。本文在常规二氧化碳驱工程模型的基础上,提出图解法预测采收率,减少了计算量,并在此基础上研究了工艺参数对采收率的影响。在采出地层原油的同时,部分二氧化碳会残留于地层中,实现二氧化碳地质封存。本文以二氧化碳地质封存过程为研究对象,建立油藏封存数学模型并分析影响封存效果的主要因素。在此基础上,结合地下水侵入量计算公式,对封存模型进行改进;引入埋存当量的概念,验证地下水侵入不可忽略的影响。采用CMG数值模拟软件进行仿真模拟,结果表明改进的模型能够有效提高二氧化碳埋存量预测精度。二氧化碳驱油封存技术不仅存在经济价值,还承载着环境效益,模型建立要同时兼顾驱油与封存两个方面。本文在已有模型基础上,在权重函数和表征参数方面进行改进,推导出新的评价指标。同现有模型相比,改进后的模型更适用于二氧化碳驱油封存工程优化。以改进的优化模型作为评价指标,采用CMG数值模拟软件,对二氧化碳驱油工程示例进行优化。结果表明,改进后的评价指标能够有效的应用于二氧化碳驱油封存工程优化。