超稠油油藏由于粘度高、流动性差等原因其开采难度远高于普通稠油。CO₂辅助蒸汽吞吐开采超稠油作为一种新的采油技术,现场应用取得了良好的开发效果,有着广阔的应用前景。本文建立了液态CO₂在井筒内流动传热的温度场数值计算模型,可用于计算液态CO₂注入时井筒、套管及地层内温度场,编制了计算程序,给出了结合现场实际的算例。计算结果表明,由于注入时间较短,且注入过程中采取使用隔热油管、环空内充氮气等保温措施,液态CO₂温升较小;随着注入速度的变化,液态CO₂到达井底的温度相差较大。利用多孔介质中流动与传热的理论,建立了地层温度场数学模型,通过应用油藏数值模拟软件分析了不同注入速度下,注入液态CO₂对地层温度场分布的影响,对CO₂注入方案的设计起到参考作用。利用高温高压PVT装置,对CO₂在脱水及含水超稠油中的溶解能力进行了实验研究,并计算了各溶解度下对应的体积系数。实验结果表明,CO₂在郑411块超稠油中的溶解度随温度的升高而减小,随压力的升高而增大;饱和压力下超稠油的体积系数随溶解CO₂量的增大而增大;在相同的温度、压力条件下,与CO₂在脱水原油中的溶解能力相比,CO₂在含水原油中的溶解能力较小。利用高温高压油气水混合液粘度测量装置,对超稠油及溶解CO₂后超稠油的粘温特性进行了实验研究,测量了不同气油比、不同含水率条件下溶解CO₂后超稠油的粘度。实验结果表明,脱水超稠油及含水超稠油粘度与温度存在指数关系;CO₂对超稠油的降粘效果比较明显,且降粘率随气油比的增大而增大;压力对油气混合物的粘度影响不大。利用高温高压界面张力仪测定了CO₂-超稠油界面张力。实验结果表明CO₂可降低油气界面张力,且随着压力的升高,CO₂与原油界面张力逐渐降低。