CO₂驱油技术能够有效提高原油采收率。由于CO₂在原油中的溶解度高于以甲烷为主的常规伴生气,CO₂气窜后原油中存在着大量溶解态的CO₂,增大分离器容积延长原油在分离器内停留时间等方法,并不能实现CO₂与原油的有效分离。因此,二氧化碳驱地面集输系统腐蚀状况往往较严重。另一方面,如果二氧化碳从原油中的解吸速率较快时,可能在分离器中产生大量泡沫,造成分离器失效。因此,探究CO₂驱原油的气液分离特性,对解决CO₂驱油田地面集输系统中气液分离问题具有重要意义。在分析二氧化碳驱原油气液分离过程的基础上,通过MATLAB数值模拟超声场下空化气泡的运动特性,得到气泡初始半径、超声波频率和功率对空化作用的影响规律,为超声波促进二氧化碳驱原油气液分离提供理论指导;利用降压解吸原理,自行设计与开发了超声波促进二氧化碳驱原油动态气液分离实验装置,模拟二氧化碳驱原油在气液分离器内的分离过程;在集输温度和压力条件下,通过控制变量法,测定二氧化碳解吸率随停留时间、降压幅度和入口构件的变化关系,获得了二氧化碳驱原油气液分离的最佳条件,明确了采用常规降压解吸方法无法实现二氧化碳从原油中的完全分离;在最佳气液分离条件下,施加超声波测定二氧化碳解吸率随超声波频率和功率的变化关系,验证了数值模拟结果,确定了超声波具有促进二氧化碳驱原油气液分离的作用,获得了超声波频率和功率对二氧化碳驱原油气液分离效果的影响规律。