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CO_(2)压裂-置换-驱替提升页岩气采收率相关研究进展
1
作者
何永彬
赫建明
+2 位作者
张义祥
王泽华
李守定
《工程地质学报》
2025年第5期1791-1806,共16页
CO_(2)压裂-置换-驱替是提升页岩气采收率的重要方法。这项技术既可以进行储层压裂,同时置换CH_(4),实现提高页岩气采收率,又能进行CO_(2)封存。因此,对现有CO_(2)压裂-置换-驱替相关技术成果进行总结认识对于该领域的下一步研究非常重...
CO_(2)压裂-置换-驱替是提升页岩气采收率的重要方法。这项技术既可以进行储层压裂,同时置换CH_(4),实现提高页岩气采收率,又能进行CO_(2)封存。因此,对现有CO_(2)压裂-置换-驱替相关技术成果进行总结认识对于该领域的下一步研究非常重要。本文以科学机理的角度从超临界CO_(2)压裂、CO_(2)置换CH_(4)、CO_(2)驱替CH_(4)以及CO_(2)压裂-置换-驱替联合技术提高页岩气采收率的相关科学问题4个方面展开综述。结果表明:该技术具有绿色、清洁、环保、节约资源等特点;超临界CO_(2)压裂相较于水力压裂具有降低岩石强度、保持黏土矿物稳定、增加孔隙压力、相变致裂和产生热应力5种优势;CO_(2)相较于CH_(4)具有分子直径小、吸附温度低、自扩散系数小以及具有四极距性质等优势,CO_(2)分子通过竞争吸附实现对CH_(4)分子的置换;CO_(2)在压力作用下驱替CH_(4)分子,该过程受到温度、压力、孔径等多因素影响;目前,存在超临界CO_(2)增黏问题、CO_(2)/CH_(4)竞争吸附过程微观机理问题、吸附位点量化问题、CO_(2)驱替CH_(4)过程的渗流机理与力学机理问题、储层改性问题、CO_(2)地质封存与监测等问题有待深入研究。CO_(2)压裂-置换-驱替联合技术具有广阔前景,是缓解能源压力,助力实现“双碳”目标的重要技术。
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关键词
页岩气提高采收率
超临界CO_(2)压裂
CO_(2)置换驱替CH_(4)
碳达峰
碳中和
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职称材料
超临界CO_(2)强化页岩气开采及地质封存一体化研究进展与展望
被引量：
49
2
作者
卢义玉
周军平
+6 位作者
鲜学福
汤积仁
周雷
姜永东
夏彬伟
王香增
康勇
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期60-73,共14页
为了解决我国页岩气开发过程中使用水基压裂液造成的耗水量大和储层伤害等问题,提出了超临界CO_(2)强化页岩气高效开发及地质封存一体化(CO_(2)-ESGR)的技术思路;从超临界CO_(2)压裂、CO_(2)与CH4竞争吸附及CO_(2)-水-页岩的相互作用着...
为了解决我国页岩气开发过程中使用水基压裂液造成的耗水量大和储层伤害等问题,提出了超临界CO_(2)强化页岩气高效开发及地质封存一体化(CO_(2)-ESGR)的技术思路;从超临界CO_(2)压裂、CO_(2)与CH4竞争吸附及CO_(2)-水-页岩的相互作用着手,研究了超临界CO_(2)压裂裂缝扩展规律、CO_(2)驱替CH4热力学与动力学原理,以及CO_(2)提高页岩气采收率和CO_(2)地质封存的机理;然后,对CO_(2)-ESGR技术全生命周期碳排放进行了分析,进而对CO_(2)-ESGR技术做出了展望。研究结果表明:①超临界CO_(2)压裂在页岩气储层中起裂压力更低,能够形成更复杂的裂缝网络;②CO_(2)在页岩中的吸附能力和吸附有序性远高于CH4,可以有效置换出CH4,进而提高页岩气的采收率;③页岩储层具备规模化封存CO_(2)的巨大潜力,封存机理主要包括吸附和矿化反应封存,选择合适的储层,CO_(2)封存量可以抵消页岩气开发与利用全生命周期的CO_(2)排放量,从而实现页岩气开发与利用全过程CO_(2)零排放甚至负排放;④今后,需研发绿色环保的CO_(2)增稠剂或者CO_(2)物理增黏技术,以提高CO_(2)携砂能力,进一步揭示CO_(2)在页岩储层中的物理、化学封存机制,同时推进CO_(2)-ESGR技术在煤层气、地热等其他非常规能源高效开发及CO_(2)封存领域的应用。结论认为,CO_(2)-ESGR技术为我国非常规油气、地热资源绿色高效开发开辟了一条新途径,该技术能够助力我国2030年碳达峰和2060年碳中和战略目标的实现。
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关键词
页岩
气
超临界CO_(2)压裂
CO_(2)地质封存
竞争吸附
CO_(2)
提高
页岩
气
采收率
碳达峰
碳中和
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职称材料
题名
CO_(2)压裂-置换-驱替提升页岩气采收率相关研究进展
1
作者
何永彬
赫建明
张义祥
王泽华
李守定
机构
中国科学院地质与地球物理研究所
出处
《工程地质学报》
2025年第5期1791-1806,共16页
基金
国家自然科学基金项目(资助号:42090023)。
文摘
CO_(2)压裂-置换-驱替是提升页岩气采收率的重要方法。这项技术既可以进行储层压裂,同时置换CH_(4),实现提高页岩气采收率,又能进行CO_(2)封存。因此,对现有CO_(2)压裂-置换-驱替相关技术成果进行总结认识对于该领域的下一步研究非常重要。本文以科学机理的角度从超临界CO_(2)压裂、CO_(2)置换CH_(4)、CO_(2)驱替CH_(4)以及CO_(2)压裂-置换-驱替联合技术提高页岩气采收率的相关科学问题4个方面展开综述。结果表明:该技术具有绿色、清洁、环保、节约资源等特点;超临界CO_(2)压裂相较于水力压裂具有降低岩石强度、保持黏土矿物稳定、增加孔隙压力、相变致裂和产生热应力5种优势;CO_(2)相较于CH_(4)具有分子直径小、吸附温度低、自扩散系数小以及具有四极距性质等优势,CO_(2)分子通过竞争吸附实现对CH_(4)分子的置换;CO_(2)在压力作用下驱替CH_(4)分子,该过程受到温度、压力、孔径等多因素影响;目前,存在超临界CO_(2)增黏问题、CO_(2)/CH_(4)竞争吸附过程微观机理问题、吸附位点量化问题、CO_(2)驱替CH_(4)过程的渗流机理与力学机理问题、储层改性问题、CO_(2)地质封存与监测等问题有待深入研究。CO_(2)压裂-置换-驱替联合技术具有广阔前景,是缓解能源压力,助力实现“双碳”目标的重要技术。
关键词
页岩气提高采收率
超临界CO_(2)压裂
CO_(2)置换驱替CH_(4)
碳达峰
碳中和
Keywords
Shale gas enhanced recovery
Supercritical CO_(2)fracturing
CO_(2)replacement and displacement CH_(4)
Carbon peaking
Carbon neutrality
分类号
TE37 [石油与天然气工程]
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职称材料
题名
超临界CO_(2)强化页岩气开采及地质封存一体化研究进展与展望
被引量：
49
2
作者
卢义玉
周军平
鲜学福
汤积仁
周雷
姜永东
夏彬伟
王香增
康勇
机构
煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室·重庆大学
重庆大学资源与安全学院
陕西延长石油(集团)有限责任公司
水射流理论与新技术湖北省重点实验室·武汉大学
出处
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第6期60-73,共14页
基金
国家自然科学基金项目“超临界二氧化碳驱替页岩气动力学及流固耦合机制”(编号:51774060)
“煤层气及煤系气合采基础研究”(编号:U19B2009)
重庆市在渝院士牵头科技创新引导专项“页岩气储层压裂改造流体注入诱发断层活化致灾机理”(编号:cstc2019yszx-jcyjX0007)。
文摘
为了解决我国页岩气开发过程中使用水基压裂液造成的耗水量大和储层伤害等问题,提出了超临界CO_(2)强化页岩气高效开发及地质封存一体化(CO_(2)-ESGR)的技术思路;从超临界CO_(2)压裂、CO_(2)与CH4竞争吸附及CO_(2)-水-页岩的相互作用着手,研究了超临界CO_(2)压裂裂缝扩展规律、CO_(2)驱替CH4热力学与动力学原理,以及CO_(2)提高页岩气采收率和CO_(2)地质封存的机理;然后,对CO_(2)-ESGR技术全生命周期碳排放进行了分析,进而对CO_(2)-ESGR技术做出了展望。研究结果表明:①超临界CO_(2)压裂在页岩气储层中起裂压力更低,能够形成更复杂的裂缝网络;②CO_(2)在页岩中的吸附能力和吸附有序性远高于CH4,可以有效置换出CH4,进而提高页岩气的采收率;③页岩储层具备规模化封存CO_(2)的巨大潜力,封存机理主要包括吸附和矿化反应封存,选择合适的储层,CO_(2)封存量可以抵消页岩气开发与利用全生命周期的CO_(2)排放量,从而实现页岩气开发与利用全过程CO_(2)零排放甚至负排放;④今后,需研发绿色环保的CO_(2)增稠剂或者CO_(2)物理增黏技术,以提高CO_(2)携砂能力,进一步揭示CO_(2)在页岩储层中的物理、化学封存机制,同时推进CO_(2)-ESGR技术在煤层气、地热等其他非常规能源高效开发及CO_(2)封存领域的应用。结论认为,CO_(2)-ESGR技术为我国非常规油气、地热资源绿色高效开发开辟了一条新途径,该技术能够助力我国2030年碳达峰和2060年碳中和战略目标的实现。
关键词
页岩
气
超临界CO_(2)压裂
CO_(2)地质封存
竞争吸附
CO_(2)
提高
页岩
气
采收率
碳达峰
碳中和
Keywords
Shale gas
Supercritical CO_(2)fracturing
CO_(2)geological sequestration
Competitive adsorption
CO_(2)enhanced shale gas recovery
Carbon peak
Carbon neutrality
分类号
TE37 [石油与天然气工程—油气田开发工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
CO_(2)压裂-置换-驱替提升页岩气采收率相关研究进展
何永彬
赫建明
张义祥
王泽华
李守定
《工程地质学报》
2025
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职称材料
2
超临界CO_(2)强化页岩气开采及地质封存一体化研究进展与展望
卢义玉
周军平
鲜学福
汤积仁
周雷
姜永东
夏彬伟
王香增
康勇
《天然气工业》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
49
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