本发明提供一种针对CO2在油水同时存在情况下的扩散传质的计算方法，包括：步骤1，对CO2在油水两相中的扩散阶段进行划分；步骤2，建立CO2在油水两相中扩散的不同扩散阶段的数学模型；步骤3，根据物质守恒定律，建立CO2在油水两相中扩散系数关系式；步骤4，进行数学模拟得到CO2浓度分布以及压降曲线；步骤5，建立微观扩散过程的压降模型；步骤6，进行CO2在油水相体系中扩散实验；步骤7，计算得出CO2在油相中的有效扩散系数Do和水相的有效扩散系数Dw。该计算方法所求得的二氧化碳在饱和原油岩心中的有效扩散系数能较为准确的反映实际的扩散过程，更能真实模拟地下扩散情况，为现场方案设计提供指导。