本发明公开了一种新型CO2驱替与吞吐系统及方法。本发明的系统可以开展油气藏碳化水驱替、注气开采、水气交替注入驱替、CO2吞吐等模拟研究。研究在地层温度、压力条件下，多种气体等对地下油气藏的驱替或者吞吐开发效果，分析得出不同条件下气体、蒸汽或碳化水等进行驱替或吞吐开发的效果，以及驱替用量、排量、温度、压力等敏感性因素对驱替开发效果、吞吐开发效果的影响规律。本发明操作控制速度快、效率高、误差小、系统管路清洗方便；采用模块化设计，可根据不同实验目标，广泛应用于多种研究领域，并对影响驱替效果或吞吐开发效果的敏感性因素进行研究，从而指导改善油气藏开发效果。