一、超臨界二氧化碳開采頁巖氣技術(shù)

目前國際上頁巖氣開采主要采用水力壓裂技術(shù)，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(diǎn)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(chǔ)層黏土含量較高，黏土遇水會(huì)產(chǎn)生膨脹，導(dǎo)致儲(chǔ)層改造效果差、采收率低。

針對(duì)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(kuò)散性和液體的高密度等特性展開科研攻關(guān)，提出了一項(xiàng)利用超臨界二氧化碳開采頁巖氣的技術(shù)，在提高頁巖氣采收率的同時(shí)完成二氧化碳?xì)怏w的地下封存，有助于實(shí)現(xiàn)開采過程中的碳中和。

該技術(shù)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(jìn)行儲(chǔ)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(shí)實(shí)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(fù)合壓裂關(guān)鍵技術(shù)，為頁巖氣開采及二氧化碳封存開辟了新的技術(shù)路徑。

二、超臨界二氧化碳驅(qū)替技術(shù)

將二氧化碳（C02）作為油藏提高采收率的驅(qū)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(hù)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(diǎn)，在非常規(guī)油氣資源開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。但超臨界二氧化碳（C02）驅(qū)替技術(shù)作為新興的驅(qū)替技術(shù)，許多相關(guān)技術(shù)和理論仍不完善，學(xué)者對(duì)其驅(qū)替過程中的滲流機(jī)理和裂縫擴(kuò)展形式意見不統(tǒng)一，需深入研究超臨界二氧化碳（C02）驅(qū)替的原理。

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)作為不斷開發(fā)的前沿技術(shù)手段，基于對(duì)氫質(zhì)子信號(hào)的優(yōu)秀捕捉能力以及配套的可以真實(shí)模擬二氧化碳（C02）的超臨界環(huán)境的附件，對(duì)超臨界二氧化碳（C02）驅(qū)替機(jī)理的研究，有建設(shè)性的幫助。

核磁共振測(cè)試(NMR)可以直觀地探究油相在孔隙中的分布和流動(dòng)狀態(tài)。配合多場(chǎng)耦合配件，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度對(duì)二氧化碳的相態(tài)有明顯的控制作用。當(dāng)壞境處于臨界溫度及臨界壓力時(shí)，二氧化碳（C02）會(huì)以超臨界態(tài)的形式存在，他既有氣態(tài)性質(zhì)，又有液態(tài)性質(zhì)，能夠快速溶解孔隙的有機(jī)物，而核磁無法檢測(cè)到不含H的超臨界二氧化碳（C02）氣體，有效評(píng)價(jià)儲(chǔ)層采收率的提高效果，定量研究油氣開采過程。

低場(chǎng)核磁技術(shù)研究超臨界CO2驅(qū)替提高采收率應(yīng)用案例：

圖中可知，在長時(shí)間的持續(xù)驅(qū)替實(shí)驗(yàn)過程中，超臨界CO2可以對(duì)小孔中的介質(zhì)有一個(gè)很好的驅(qū)替效果，意味著在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中，超臨界CO2對(duì)非常規(guī)油氣藏尤其致密儲(chǔ)層的油氣藏能有一個(gè)很好的增產(chǎn)效果，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)為理論研究提供技術(shù)支持。