项目名称：双碳目标下复杂难动用储量注CO2效益开发关键技术与规模化应用

所属企业：中国石油大学（北京）、西南石油大学

成果水平：国际先进水平

项目编号：ECF-2023-SET-1003

项目主要参与人： 陈浩 刘希良 孟展 杨胜来 邱萍 程威铭 左名圣

双碳目标下复杂难动用储量注CO2效益开发关键技术与规模化应用

评审专家点评：国际先进水平。该项目是在双碳目标的背景下，对于难动用储量注 CO₂驱油技术进行深入研究和推广应用的重要成果。该项目历经17年联合深度攻关，形成了复杂难动用储量注CO₂提高采收率关键技术，推动了我国CCUS-EOR技术的推广和应用。总体技术达到国际先进水平，其中耐高温抗高盐泡沫防窜技术和化学促混增溶达到国际领先水平，已应用于我国松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地和准噶尔盆地的典型复杂难动用油藏，支持了中石油CCUS四大工程示范基地建设。累计增油近93.83万吨，碳埋存近200万吨，创直接经济效益29.49亿元。成果已逐步辐射至国内其他同类陆上油藏及海上油藏，经济与社会效益显著。

主要创新点：

刻画了适合我国陆相油藏特点的复杂流体系统相平衡动态演化行为的相态参数表征模型，阐明了储层流体热/动力学机制；

建立了CO₂-原油体系工程领域普适性的智能判别模式，提出了气介质协同智能控混方法和化学自组装辅助降混方法为形成促混相、扩波及、低成本和可实施的新一代气驱技术；

发明了多孔介质内含CO₂混合流体扩散、传输行为的多尺度测试方法，解决了含CO₂混合流体扩散传输行为的动态表征难题，支撑了四大CCUS示范基地建设。

产品主要用途、技术原理： 

自主设计了一套新的实验系统表征全温压域下CO₂封存过程中的溶解度和矿化程度。建立了适用于温度高达623K、压力高达200MPa、多种盐分类型（NaCl, MgCl₂, CaCl₂, KCl, Na₂SO₄）、极高矿化度（1292200mg / L）的CO₂-地层水体系逸度-活性热力学模型、CO₂溶解度预测模型和压力-组分相图，预测误差小于3%，计算精度较之前发表的模型提高9%，可满足现有绝大多数CO₂驱埋过程的储层条件。

建立了CO₂-烃类-地层水体系相态关键参数表征新模型，预测误差<3%，运算效率提升10倍以上。在此基础上，构建了地面、油藏及井筒条件下含CO₂天然气藏的相态表征方法，获得了不同纯度下的CO₂-烃类体系动态相图，建立了非纯CO₂-烃类体系关键相态参数预测方法，并立项了能源行业标准一项（SYT 7675.1 2023）。

发明了一套长12m的高温高压（20MPa，120 ℃）注气驱油动态可视化实验装置和测试方法，实现了对整个CO₂驱油动态过程和混相行为的直观监测，并发明了两种CO₂近混相驱油压力区间的界定方法。修正了前人对油气近混相“接近但未达到MMP”的模糊表述。在此基础上，建立了CO₂-原油体系最小混相压力（MMP）及近混相压力区间数据库。

基于回归模型和多种机器学习算法及内嵌先验知识，规避了机器学习算法本身的数据依赖性，建立了气驱混相能力智能预测系统，为大倾角、厚油层和复杂断块等油藏的批量化判别提供了快速、准确的预测方法。此外，研发了一种绿色环保型增溶降混剂体系（SPO5+TBC）和化学自组装辅助降混剂，可降低目标区块 MMP 22.24%，有望扩大我国气驱应用范围至较难混相的浅层油藏和高温油藏。

通过计算油藏范围内不同时刻的混相程度分布，解决了传统组分模型采用全油藏范围混相处理带来的计算误差大和运算速度过慢的瓶颈问题，实现了复杂网格模型下吞吐、驱油、气水交替等多种CO₂开发方式的快速、精确模拟。基于不同网格的界面张力变化，可预测气驱压力前缘、相前缘和组分前缘的时变和空变规律，为阐明不同压力/压差水平下的气窜特征提供了关键技术手段。

技术应用： 

项目组成员出版中英文专著3部

本项目在中科院大一区/TOP《Chemical Engineering Journal》（IF：16.744） 《 Environmental Science & Technology 》（IF：11.357） 、 《 Energy Conversion and Management 》（IF：11.533） 、 《Applied Energy》（IF：11.466） 、 《Energy》（IF：8.857）、《Fuel》（IF：8.035）、 《SPE Journal》、 《Journal of Petroleum Science and Engineering》等高水平期刊发表文章120余篇。

授权发明专利15件，登记软件著作权5件，申明发明专利5件

项目开展过程中积极与国际高水平团队保持密切的合作，被美国科学院院士、欧洲科学院院士多位国内外院士、行业专家引用

目成果先后应用于我国松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地等典型油藏的矿场开发，支持了中石油全部四大工程示范基地，已累计增产原油68万吨，实现碳埋存近200万吨，直接经济效益15.8亿元，为我国油藏CCUS-EOR及地质封存做出了重要贡献。