本发明属于油气田开发技术领域。本发明公开了一种井下多级接触分离实现CO2混相驱油的方法，通过在注入井注入CO2在地层驱替中与原油接触抽提逐渐富集轻烃组分，CO2驱替液进入生产井的CO2原油分离装置中进行降压分离，富集轻烃组分的CO2驱替液继续注入地层实现与原油多次接触抽提，CO2驱替液在地层中多次循环后富含轻烃组分达到与地层原油混相条件，从而实现CO2混相驱。本发明在不注入化学剂的基础上通过CO2从油藏抽提富集轻烃组分，实现CO2油藏内循环多级接触混相驱，能够大幅度提高油藏采收率，大大的扩展了CO2混相驱的油藏适用范围。