低渗透油藏在油气田开发中占有越来越重要的地位,但由于其孔喉狭小,采用常规水驱开发时存在渗流阻力大、注水开发见效慢等问题。而CO2流动性强,在原油中有良好的溶解度,与原油之间界面张力小,更易进入低渗储层。CO2注入过程中油气界面变化和传质过程复杂,因此有必要深入认识低渗油藏CO2-原油之间的相互作用、微观驱油特征及其影响因素。首先,本文将CO2-原油体系高温高压溶胀实验、界面张力实验以及岩心驱替实验相结合,认识了静态和动态条件下CO2与原油之间的相互作用,更加准确地从相态特征角度阐明了CO2驱油机理;同时,考虑了高含水对CO2-原油之间相互作用的影响,建立了表征CO2在水膜中一维传质过程的数学模型,并结合物理模拟实验分析了高含水油藏CO2驱油机理。在此基础上,选择长8油藏不同孔隙结构类型岩心样品,利用核磁共振技术分析不同孔隙结构岩心连续CO2驱、水驱后CO2驱和水气交替驱后微观剩余油分布,明确了不同孔隙结构岩心孔隙动用下限和不同开发方式优势孔隙动用范围。研究结果表明,储层微观非均质性越强、小孔隙比例越高,不同注入方式孔隙动用下限越高;CO2驱孔隙动用下限最低,可动用不同孔径范围内原油,剩余油分布相对比较均匀,水驱后CO2驱可动用水驱难以动用的微、小孔隙（孔径小于0.5μm）中的原油,水气交替驱能够在孔径大于0.2μm的孔隙中取得更好的驱油效果。其次,建立了基于核磁共振技术的低渗砂岩储层润湿评价体系,分析了不同润湿性岩心驱替后微观剩余油分布,探讨了润湿性对低渗油藏CO2驱油的影响。研究表明,原油在孔隙中分布的连续性是影响CO2驱油效果的重要因素,原油分布的连续性越好,越有利于CO2的溶解和驱替。所以,油湿储层中各CO2注入方式均能取得较好的驱油效果,驱油效率均超过了70%;偏水湿储层中,水驱后注CO2驱油效果较好,且更易注入;混合润湿储层中,水气交替驱能获得更好的驱油效果。最后,利用双管并联岩心以及人造裂缝岩心研究了低渗非均质油藏和低渗裂缝性油藏不同开发方式驱油特征,分析了渗透率级差和裂缝长度对水驱后CO2驱、连续CO2驱、CO2吞吐和水气交替注入驱油效果的影响,优化了低渗非均质油藏注CO2提高采收率方法。