壹、超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳開采頁巖氣技術(shu)

目(mu)前(qian)國(guo)際(ji)上頁巖氣開(kai)采主(zhu)要(yao)采用水(shui)力壓(ya)裂技術(shu)，單(dan)口頁(ye)巖氣井(jing)耗(hao)水(shui)量(liang)1.5萬噸以上。但(dan)我國(guo)的陸(lu)相頁巖氣大多處(chu)於(yu)重點(dian)缺水(shui)地區(qu)，水(shui)資(zi)源缺(que)乏(fa)制(zhi)約(yue)頁(ye)巖氣的(de)工業(ye)化開采。此外，我(wo)國(guo)頁巖氣儲層(ceng)黏(nian)土含(han)量(liang)較(jiao)高，黏(nian)土遇(yu)水(shui)會產(chan)生(sheng)膨脹(zhang)，導致(zhi)儲層(ceng)改(gai)造效(xiao)果差(cha)、采收(shou)率低(di)。

針對這(zhe)些(xie)問題，我(wo)國(guo)科研(yan)人(ren)員(yuan)基於(yu)超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳兼具氣(qi)體的(de)低(di)黏(nian)度(du)、高(gao)擴(kuo)散(san)性(xing)和液體的高密度(du)等(deng)特(te)性(xing)展(zhan)開科研(yan)攻關(guan)，提出了壹項(xiang)利(li)用超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳開采頁巖氣的(de)技術(shu)，在(zai)提高(gao)頁巖氣采收(shou)率的(de)同時完成(cheng)二(er)氧(yang)化碳氣體的地下封(feng)存，有(you)助(zhu)於(yu)實(shi)現(xian)開(kai)采過程中(zhong)的(de)碳(tan)中(zhong)和。

該技術(shu)的(de)原理是利用超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳的低(di)界(jie)面張(zhang)力和高密度(du)特(te)性(xing)，作(zuo)為(wei)壓(ya)裂液進行儲層(ceng)改(gai)造，利(li)用二(er)氧(yang)化碳吸附能置換(huan)煤層(ceng)氣、頁巖氣，提(ti)高采收(shou)率，同時實現(xian)二(er)氧(yang)化碳的地下封(feng)存。這(zhe)種集(ji)壓(ya)裂、置換(huan)、封(feng)存於(yu)壹(yi)體(ti)的(de)超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳復(fu)合(he)壓(ya)裂關鍵技術(shu)，為(wei)頁巖氣開(kai)采及二(er)氧(yang)化碳封(feng)存開辟了新的技術(shu)路徑(jing)。

二(er)、超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳驅替(ti)技術(shu)

將(jiang)二(er)氧(yang)化碳（C0₂）作(zuo)為(wei)油藏(zang)提(ti)高(gao)采收(shou)率的(de)驅(qu)油劑(ji)已研(yan)究多(duo)年(nian)，在(zai)油(you)田開發後期(qi)，註入二(er)氧(yang)化碳（C0₂）,能使(shi)原油(you)膨(peng)脹(zhang)，降低(di)原(yuan)油(you)粘(zhan)度(du)，減(jian)少殘余(yu)油飽(bao)和度(du)，從(cong)而提(ti)高(gao)原(yuan)油(you)采收(shou)率，增(zeng)加(jia)原油(you)產量(liang)。

由於(yu)超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳（C0₂）具有(you)保(bao)護(hu)環(huan)境、節(jie)約(yue)水(shui)資(zi)源、提(ti)高(gao)油氣(qi)產量(liang)、封(feng)存二(er)氧(yang)化碳（C0₂）的優點(dian)，在非(fei)常規(gui)油(you)氣資(zi)源開(kai)發中(zhong)具有(you)廣闊的(de)應(ying)用前(qian)景(jing)。但(dan)超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳（C0₂）驅替(ti)技術(shu)作(zuo)為(wei)新興的驅(qu)替(ti)技術(shu)，許多相關技術(shu)和理論(lun)仍(reng)不完(wan)善，學(xue)者對(dui)其驅(qu)替(ti)過程中(zhong)的(de)滲(shen)流(liu)機(ji)理和裂縫(feng)擴展(zhan)形(xing)式意見(jian)不統(tong)壹(yi)，需深入(ru)研(yan)究超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳（C0₂）驅替(ti)的原理。

低(di)場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)技術(shu)作(zuo)為(wei)不斷(duan)開發的前(qian)沿(yan)技術(shu)手(shou)段(duan)，基於(yu)對(dui)氫(qing)質(zhi)子信(xin)號(hao)的優秀捕(bu)捉能(neng)力以(yi)及配(pei)套(tao)的可(ke)以(yi)真(zhen)實模擬(ni)二(er)氧(yang)化碳（C0₂）的超(chao)臨界(jie)環(huan)境的(de)附件(jian)，對超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳（C0₂）驅替(ti)機(ji)理的(de)研(yan)究，有(you)建設性(xing)的幫(bang)助(zhu)。

核磁(ci)共(gong)振(zhen)測試(NMR)可以(yi)直觀(guan)地(di)探(tan)究(jiu)油相(xiang)在孔隙中(zhong)的(de)分(fen)布(bu)和流(liu)動狀態(tai)。配(pei)合(he)多場(chang)耦(ou)合(he)配(pei)件(jian)，實現壓(ya)力、溫(wen)度(du)對(dui)二(er)氧(yang)化碳的相態(tai)有(you)明顯(xian)的控(kong)制作(zuo)用。當(dang)壞(huai)境(jing)處(chu)於(yu)臨(lin)界(jie)溫(wen)度(du)及臨界(jie)壓(ya)力時，二(er)氧(yang)化碳（C0₂）會以(yi)超(chao)臨界(jie)態(tai)的形(xing)式存在，他既(ji)有(you)氣態(tai)性(xing)質，又(you)有(you)液態(tai)性(xing)質，能(neng)夠快速(su)溶解(jie)孔隙的有(you)機(ji)物，而核磁(ci)無(wu)法檢測到(dao)不含(han)H的超(chao)臨界(jie)二(er)氧(yang)化碳（C0₂）氣體，有(you)效(xiao)評(ping)價(jia)儲層(ceng)采收(shou)率的(de)提(ti)高效(xiao)果，定(ding)量(liang)研(yan)究油(you)氣開采過程。

低(di)場(chang)核磁(ci)技術(shu)研(yan)究超(chao)臨界(jie)C0₂驅(qu)替(ti)提高采收(shou)率應(ying)用案(an)例：

圖(tu)中(zhong)可(ke)知，在長時間(jian)的持續驅替(ti)實驗(yan)過程中(zhong)，超(chao)臨界(jie)CO₂可(ke)以(yi)對(dui)小孔中(zhong)的(de)介質有(you)壹個(ge)很(hen)好的(de)驅替(ti)效(xiao)果，意味(wei)著(zhe)在實際(ji)的生(sheng)產活(huo)動中(zhong)，超(chao)臨界(jie)C0₂對(dui)非(fei)常(chang)規油氣藏尤(you)其致(zhi)密儲層(ceng)的油氣藏(zang)能(neng)有(you)壹個(ge)很(hen)好的(de)增產(chan)效(xiao)果，低(di)場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)技術(shu)為(wei)理論(lun)研(yan)究提(ti)供(gong)技術(shu)支(zhi)持