刘月亮等:致密油注CO₂提高采收率机理及技术研究现状与展望
2026-05-20 09:41:41   作者:   点击:31   来源:中国石油学会

中国致密油资源丰富,开发潜力巨大。由于CO2具有良好的注入能力和显著的增产效果,注CO2提高采收率(CO2-EOR)技术被普遍视为提升致密油采收率的有效技术路径之一。目前,国内外学者围绕致密油藏CO2-EOR的机理与应用,已开展大量数值模拟、室内实验及现场试验研究,但相关结论仍存在明显差异甚至相互矛盾。基于此,中国石油大学(北京)刘月亮教授从以下三个方面系统综述了致密油藏CO2-EOR机理与技术的研究进展:1)北美典型产区与中国致密储层岩石与流体物性特征的差异及其对CO2-EOR技术实施的影响;2)CO2-地层流体-岩石矿物相互作用、多组分流体相变机理及渗流规律等核心机理;3)CO2驱、CO2吞吐及CO2响应性封窜体系等关键技术。该综述对我国致密油藏CO2-EOR机理研究与现场应用实践具有重要的借鉴与启示意义。相关研究认识刊登在《石油学报》第47卷第1期。

(1)对比分析了中国与北美致密油藏地质特征的差异,指出我国不能简单复制北美以高压混相驱为主的技术路线,而应遵循“先保压、后混相、防窜与增能并重”的原则,发展适应低压、高MMP及纳米孔喉特征的差异化CO2-EOR技术体系。具体需优先发展增压注气技术解决能量亏空,将气窜控制与驱油效率置于同等地位。在机理层面应实现微观流动与宏观裂缝网络的跨尺度协同。我国应在借鉴北美系统化工程思维的基础上,紧密结合自身地质特殊性,构建本土化技术体系,系统规避开发风险。

(2)系统综述了CO2在地层水中的溶解行为及主控因素,揭示了静态与动态条件下CO2-地层水-岩石矿物的溶蚀-沉淀双重作用机理,系统综述了沥青质析出沉积的热力学与动力学机制及其储层损害机理,阐述了致密油藏限域空间中CO2-原油的微观与宏观相变机理,并总结了纳米限域空间CO2-原油流动机理、岩心尺度原油动用规律及基质-裂缝多尺度空间CO2扩散机制。指出未来研究需深化多场多尺度耦合机制的定量表征,重点发展基于真实孔隙结构的动态演化模型与跨尺度开发理论,并针对我国致密储层特征,建立以强化扩散为核心、协同溶蚀改善与损害抑制的开发技术体系,以实现致密油藏CO2高效驱油与地质封存的协同增效。

(3)全面梳理了CO2气驱、泡沫驱及纳米气泡驱等提高采收率技术的适用性与局限性,探讨了岩心实验与数值模拟在评价CO2吞吐效果时的差异及裂缝系统的关键影响,并分类阐述了泡沫、智能纳米材料及聚合物凝胶三类封窜体系的渗流调控机理、研发进展与适用场景。指出未来研究应致力于构建“差异化、立体化”的渗流调控技术体系,重点突破极端油藏条件下封窜材料的耐受性与响应精准性,并通过多技术协同与智能化注入策略,实现CO2宏观波及效率与微观驱替效果的整体提升。

论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202601013

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