CO₂混相驱作为提高低渗透油藏采收率的关键技术，其驱替效率主要取决于混相前缘在复杂非均质储层中的运移稳定性。对这一动态过程进行精准刻画与调控，是优化驱替方案、提升开发效果的关键。然而，目前研究多局限于混相驱效果的定性分析，缺乏对前缘动态演化规律，尤其是在真实非均质孔隙结构中的定量表征手段，这严重制约了对粘性指进等驱替失稳机制的深入理解与有效调控。为此，以中国典型低渗透砂岩油藏岩心为研究对象，综合室内试验与数值模拟完成了CO₂混相驱前缘动态可视化与定量表征。首先，创新性地采用轴向切割与纳米硅胶粘结技术，制备了不同渗透率级差（1.03、2.57、7.50）的非均质组合岩心。进而，综合运用核磁共振（NMR）T₂谱、磁共振成像（MRI）及沿程定量监测技术，实现了对岩心内部CO₂混相前缘运移全过程的原位、动态、定量可视化追踪。进一步，基于岩心CT扫描数据构建了高保真三维数字岩心模型，采用流体体积法（VOF）对驱替过程进行数值模拟，实现了对气-液界面运移的动态可视化捕捉。研究结果表明：①实验定量揭示了非均质性对前缘稳定性的控制作用，随着渗透率级差从1.03增至7.50，混相前缘稳定运移距离从0.4急剧缩短至0.05，驱替模式由均匀推进转变为沿高渗通道的严重粘性指进，导致低渗区原油大量滞留。②实验与模拟协同界定了最佳驱替压差窗口，证实存在0.5–1.0 MPa的最佳驱替压差区间，在此区间内前缘稳定性最优，驱油效率最高；压差超过此范围将加剧指进，引发气体过早突破。③阐明了原油黏度影响的非线性机制，在非均质储层中，尽管CO₂对高黏原油表现出显著的动态降黏作用，但不利流度比引起的指进现象大于CO₂的降黏作用，导致驱油效率随黏度增加呈非线性单调下降。本研究通过融合NMR可视化实验与VOF模拟，建立了一套非均质储层CO₂混相驱前缘动态定量表征与预测的方法；这不仅深化了对非均质性主导的前缘失稳物理机制的认识，而且为低渗透油藏CO₂驱开发过程中，合理调控驱替参数以抑制指进、提高波及效率，提供了直接的科学依据和重要的技术支撑。
关键词：非均质性；CO₂提高采收率；混相前缘运移；核磁共振技术；VOF方法。

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