本发明涉及的是一种注入井全井段二氧化碳相态识别方法，它包括：建立二氧化碳温度梯度模型；建立二氧化碳压降模型：将二氧化碳温度梯度模型和二氧化碳压降模型组合在一起构成二氧化碳井下温度与压力梯度热流耦合模型；根据数值差分方法求解二氧化碳井下温度与压力梯度热流耦合模型，使用前向差分进行离散化，并且将注入井井筒在深度方向划分成若干微元段，设其间隔为dz；求解离散化的二氧化碳井下温度与压力梯度热流耦合模型，得到二氧化碳相态分布特征。本发明实现井口注二氧化碳参数的准确设置，能够精准地控制井下二氧化碳的相态分布，能使超临界二氧化碳流体合理地覆盖油层段，提高油田注二氧化碳驱油效率，提交三次开采驱油效果。