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一、超臨界二氧化碳開采頁巖氣技術

目前國際上頁巖氣開采主要采用水力壓裂技術，單口頁巖氣井耗水量1.5萬噸以上。但我國的陸相頁巖氣大多處于重點缺水地區(qū)，水資源缺乏制約頁巖氣的工業(yè)化開采。此外，我國頁巖氣儲層黏土含量較高，黏土遇水會產(chǎn)生膨脹，導致儲層改造效果差、采收率低。

針對這些問題，我國科研人員基于超臨界二氧化碳兼具氣體的低黏度、高擴散性和液體的高密度等特性展開科研攻關，提出了一項利用超臨界二氧化碳開采頁巖氣的技術，在提高頁巖氣采收率的同時完成二氧化碳氣體的地下封存，有助于實現(xiàn)開采過程中的碳中和。

該技術的原理是利用超臨界二氧化碳的低界面張力和高密度特性，作為壓裂液進行儲層改造，利用二氧化碳吸附能置換煤層氣、頁巖氣，提高采收率，同時實現(xiàn)二氧化碳的地下封存。這種集壓裂、置換、封存于一體的超臨界二氧化碳復合壓裂關鍵技術，為頁巖氣開采及二氧化碳封存開辟了新的技術路徑。

二、超臨界二氧化碳驅替技術

將二氧化碳（C0₂）作為油藏提高采收率的驅油劑已研究多年，在油田開發(fā)后期，注入二氧化碳（C0₂）,能使原油膨脹，降低原油粘度，減少殘余油飽和度，從而提高原油采收率，增加原油產(chǎn)量。

由于超臨界二氧化碳（C0₂）具有保護環(huán)境、節(jié)約水資源、提高油氣產(chǎn)量、封存二氧化碳（C0₂）的優(yōu)點，在非常規(guī)油氣資源開發(fā)中具有廣闊的應用前景。但超臨界二氧化碳（C0₂）驅替技術作為新興的驅替技術，許多相關技術和理論仍不完善，學者對其驅替過程中的滲流機理和裂縫擴展形式意見不統(tǒng)一，需深入研究超臨界二氧化碳（C0₂）驅替的原理。

低場核磁共振技術作為不斷開發(fā)的前沿技術手段，基于對氫質子信號的優(yōu)秀捕捉能力以及配套的可以真實模擬二氧化碳（C0₂）的超臨界環(huán)境的附件，對超臨界二氧化碳（C0₂）驅替機理的研究，有建設性的幫助。

核磁共振測試(NMR)可以直觀地探究油相在孔隙中的分布和流動狀態(tài)。配合多場耦合配件，實現(xiàn)壓力、溫度對二氧化碳的相態(tài)有明顯的控制作用。當壞境處于臨界溫度及臨界壓力時，二氧化碳（C0₂）會以超臨界態(tài)的形式存在，他既有氣態(tài)性質，又有液態(tài)性質，能夠快速溶解孔隙的有機物，而核磁無法檢測到不含H的超臨界二氧化碳（C0₂）氣體，有效評價儲層采收率的提高效果，定量研究油氣開采過程。

低場核磁技術研究超臨界C0₂驅替提高采收率應用案例：

圖中可知，在長時間的持續(xù)驅替實驗過程中，超臨界CO₂可以對小孔中的介質有一個很好的驅替效果，意味著在實際的生產(chǎn)活動中，超臨界C0₂對非常規(guī)油氣藏尤其致密儲層的油氣藏能有一個很好的增產(chǎn)效果，低場核磁共振技術為理論研究提供技術支持