CO₂驱油因能在提高石油采收率的同时减少温室气体排放而广受关注。其中涉及到CO₂-原油,CO₂-原油-岩石等复杂体系。对这些体系中的相态、界面等的认识有利于CO₂驱油技术的开发与应用。本文利用分子动力学模拟研究CO₂-原油体系的最小混相压力,以及CO₂-原油在不同岩石纳米孔内的结构特性。首先,我们通过分子动力学模拟计算了决定能否实现混相驱的最小混相压力。本文基于界面消失法理论,通过CO₂与原油之间的界面张力预测最小混相压力。为了得到准确的界面张力,本文采用了修正的Lorentz-Bertholot混合规则。首先,为了验证方法准确性,计算了CO₂+正己烷体系,CO₂+正己烷+正癸烷体系,以及更加复杂的CO₂+原油体系的最小混相压力。模拟预测的最小混相压力和实验值吻合的很好,表明分子模拟是一种快速而不失准确性的最小混相压力计算方法。随后,探究了注入气体成分、原油成分、油藏温度等因素对最小混相压力的影响。结果显示:1)甲烷和N₂会增加CO₂与原油之间的最小混相压力;2)原油成分对混相压力的影响依赖于原油本身的特性,一般来说,重质原油成分会增大最小混相压力,而轻质原油成分会减小最小混相压力;3)温度会增大CO₂与原油之间的最小混相压力,但会减小N₂与原油之间的混相压力,这主要是由它们在原油中不同的溶解度变化引起的。然后研究了CO₂-原油体系在石英、方解石、伊利石、蒙脱石和高岭石等岩石纳米孔内的流体结构。主要结论如下:1)五种岩石壁面对正癸烷的吸附能力由强到弱依次为:方解石>高岭石>蒙脱石>石英>伊利石。该顺序与分析相互作用能以及分子朝向得到的结果一致。2)壁面结构直接影响流体结构:方解石很强的吸附能力来自于Ca原子对正癸烷的吸附作用;石英和高岭石表面的H原子使烷烃分布更均匀。3)孔径、烷烃填充比例以及压力也对烷烃特性有影响。对正癸烷,当孔径大于3 nm,吸附层不再变化;烷烃填充比例减小,远离壁面区密度先减小,随后吸附区密度减小;孔内的CO₂离壁面更近,随着压力增大,CO₂使吸附态的正癸烷减少,使原油更容易被驱替。