针对新疆油田油藏类型复杂、储集层非均质性强、原油采出程度较低等问题,结合中国“双碳”战略目标对油气领域的要求,在国内外文献调研、室内实验攻关、关键技术集成及典型油藏矿场应用与剖析的基础上,提出CO2全域驱替理论,有效指导强非均质性油藏CO2驱大幅度提高采收率。通过构建CO2驱替介质与油藏特征在空间域-时间域-流体域3个维度的耦合机制,旨在极限动用不同尺度的微观孔喉原油,形成了全油藏、全尺度、全周期、全流程的CO2驱关键技术体系。CO2全域驱替理论与技术在新疆油田的矿场应用中取得良好效果,油藏预计提高采收率大于20%。CO2全域驱替理论不仅为新疆油田不同类型复杂油藏的高效开发提供了新的思路和方法,同时,也为中国复杂油藏大幅度提高采收率奠定了理论基础,具备在其他油田推广应用的市场价值和经济效益。