申報(bào)書-2011CB707300-G二氧化碳減排、儲(chǔ)存和資源化利用的基礎(chǔ)研究

/項(xiàng)目名稱：二氧化碳減排、儲(chǔ)存和資源化利用的基礎(chǔ)研究首席科學(xué)家：袁士義中國(guó)石油集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院起止年限：2011.1至2015.8依托部門：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司教育部中國(guó)科學(xué)院二、預(yù)期目標(biāo)1、總體目標(biāo)發(fā)展完善適合中國(guó)國(guó)情的規(guī)?；疌O2捕集、埋存及高效利用理論并將研究成果轉(zhuǎn)化為技術(shù),實(shí)施CO2長(zhǎng)期地質(zhì)埋存和資源化利用的示范,在實(shí)施的試驗(yàn)區(qū)提高采收率10%以上,噸油埋存CO2達(dá)到1噸以上,體現(xiàn)CO2減排的社會(huì)效益和CO2高效利用的經(jīng)濟(jì)效益。2、五年預(yù)期目標(biāo)本項(xiàng)目將在前期研究基礎(chǔ)上,在規(guī)?；疌O2捕集、埋存及高效利用基礎(chǔ)研究方面產(chǎn)生質(zhì)的飛躍和創(chuàng)新。研究將圍繞一個(gè)理論技術(shù)體系、發(fā)展三個(gè)理論、建立與完善四個(gè)方法,加強(qiáng)人才培養(yǎng),最終體現(xiàn)兩個(gè)效益,為"十二五"后形成中國(guó)特點(diǎn)的CO2捕集、埋存及高效利用技術(shù)體系提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。一個(gè)理論體系：發(fā)展與完善適合中國(guó)國(guó)情的CO2捕集、埋存及高效利用的理論技術(shù)體系。三個(gè)理論：〔1適合中國(guó)國(guó)情的CO2長(zhǎng)期地質(zhì)埋存理論；〔2陸相非均質(zhì)低/特低滲透油藏CO2提高采收率理論；〔3以O(shè)2/CO2循環(huán)燃燒為基礎(chǔ)的新型燃燒理論。建立與完善四個(gè)方法：〔1油氣藏、煤層氣藏及咸水層等地質(zhì)體CO2埋存潛力評(píng)價(jià)及監(jiān)測(cè)方法；〔2孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)特征及滲流規(guī)律表征方法；〔3提高CO2驅(qū)油效率與擴(kuò)大波及體積及埋存體積新方法；〔4低成本的CO2捕集與分離方法。人才培養(yǎng)：培養(yǎng)CO2埋存和資源化利用國(guó)際知名專家3～5名,國(guó)內(nèi)技術(shù)骨干10～15名,博士生20名,碩士研究生30～50名。體現(xiàn)兩個(gè)效益：〔1通過(guò)CO2埋存與驅(qū)油現(xiàn)場(chǎng)示范,在實(shí)施油田區(qū)塊年埋存CO2達(dá)到10萬(wàn)噸以上,噸油埋存CO2達(dá)到1噸以上,體現(xiàn)CO2減排的社會(huì)效益；〔2通過(guò)CO2資源化利用現(xiàn)場(chǎng)示范,在實(shí)施油田區(qū)塊提高石油采收率10％以上,體現(xiàn)CO2高效利用的經(jīng)濟(jì)效益。三、研究方案1、學(xué)術(shù)思路和技術(shù)途徑本項(xiàng)目的基本學(xué)術(shù)思路是在CO2的高效資源化利用中實(shí)現(xiàn)其地質(zhì)埋存。依據(jù)這一基本思路設(shè)臵研究?jī)?nèi)容,綜合運(yùn)用環(huán)境科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、化學(xué)、物理化學(xué)、流體力學(xué)、滲流力學(xué)、油藏工程學(xué)等理論和方法,系統(tǒng)深入地研究我國(guó)油藏條件下CO2提高油氣采收率和地質(zhì)埋存的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題,為形成CO2提高油氣采收率—地質(zhì)埋存一體化理論和技術(shù)體系奠定基礎(chǔ)。根據(jù)本項(xiàng)目的總體研究目標(biāo),擬定如下的研究思路與途徑：〔1為實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性研究思路,需要建立新的研究方法和模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù),作為新理論與新技術(shù)研究的公共基礎(chǔ)。〔2以CO2高效利用和地質(zhì)埋存為主線設(shè)臵課題,使各課題之間具有內(nèi)在聯(lián)系,形成一個(gè)有機(jī)的研究體系?！?基礎(chǔ)研究與技術(shù)研究緊密結(jié)合。在基礎(chǔ)研究成果的指導(dǎo)下研究適合我國(guó)油藏條件的CO2提高采收率新技術(shù)。〔4室內(nèi)研究與礦場(chǎng)試驗(yàn)緊密結(jié)合。加快理論與技術(shù)研究成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用,并根據(jù)油田礦場(chǎng)試驗(yàn)中暴露出的問(wèn)題完善理論與技術(shù)成果。2、項(xiàng)目的創(chuàng)新與特色本項(xiàng)目的最大特色是CO2長(zhǎng)期地質(zhì)埋存和CO2高效利用相結(jié)合。與國(guó)外海相沉積油藏相比,由于我國(guó)油藏條件的特殊性,CO2地質(zhì)埋存和CO2利用的基本原理和技術(shù)特點(diǎn)都有很大的、甚至是本質(zhì)的不同。本項(xiàng)目基于我國(guó)各類油藏地質(zhì)特點(diǎn)開展研究,可望取得的理論創(chuàng)新和形成的具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：〔1建立適合中國(guó)國(guó)情的CO2捕集、埋存及高效利用理論技術(shù)體系?！?發(fā)展CO2長(zhǎng)期地質(zhì)埋存理論、陸相非均質(zhì)低/特低滲透油藏CO2提高采收率理論、以O(shè)2/CO2循環(huán)燃燒為基礎(chǔ)的新型燃燒理論?！?建立與完善油氣藏、煤層氣藏及咸水層等CO2埋存潛力評(píng)價(jià)及監(jiān)測(cè)方法、孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)特征及滲流規(guī)律表征方法、提高CO2驅(qū)油效率與擴(kuò)大波及體積新方法、規(guī)模化CO2捕集與分離方法?！?實(shí)現(xiàn)CO2減排的社會(huì)效益和CO2高效利用的經(jīng)濟(jì)效益。最終形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CO2地質(zhì)埋存和高效利用的綜合技術(shù),使我國(guó)CO2安全埋存—高效利用研究處于國(guó)際前列。3、取得重大突破的可行性分析本項(xiàng)目提出的CO2提高石油采收率與地質(zhì)埋存一體化技術(shù)思路代表著環(huán)境科學(xué)、地質(zhì)學(xué)、物理化學(xué)、石油工程等學(xué)科領(lǐng)域前沿和多學(xué)科交叉的新發(fā)展方向。我國(guó)在此領(lǐng)域的相關(guān)研究工作與國(guó)際前沿差距不大,基本上處于同步階段。只要抓住這一有利時(shí)機(jī),深入開展有關(guān)應(yīng)用基礎(chǔ)和技術(shù)研究,我國(guó)完全可以在該領(lǐng)域內(nèi)躋身于世界領(lǐng)先地位。在CO2捕集方面,有望發(fā)展一種新型的高溫、低氧、非均相容積反應(yīng)燃燒理念,并提出基于此理念的氧燃燒方式的設(shè)計(jì)計(jì)算原理。在提高石油采收率技術(shù)方面,CO2驅(qū)油的適應(yīng)性及其效果對(duì)于油藏條件非常敏感。由于我國(guó)陸相油藏條件的特殊性,國(guó)外普遍應(yīng)用、技術(shù)成熟度相對(duì)較高的CO2混相驅(qū)在我國(guó)無(wú)法成為主導(dǎo)技術(shù),迫切需要建立適合我國(guó)油藏特點(diǎn)的全新的思路、理論和技術(shù)。這種迫切的需求形成了本項(xiàng)目取得理論與技術(shù)重大突破的動(dòng)力。本項(xiàng)目的主要承擔(dān)單位有高等院校、中科院、特大型石油企業(yè),具備產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的科研優(yōu)勢(shì)。項(xiàng)目承擔(dān)單位擁有支撐本項(xiàng)目研究所需的實(shí)驗(yàn)條件,擁有長(zhǎng)期從事相關(guān)研究工作的高水平科研隊(duì)伍。另外,本建議項(xiàng)目的主要承擔(dān)單位曾承擔(dān)過(guò)多項(xiàng)國(guó)際合作項(xiàng)目,與國(guó)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和相關(guān)學(xué)者具有長(zhǎng)期的合作關(guān)系,建立了良好的學(xué)術(shù)交流渠道。所有這些都為本項(xiàng)目取得突破性成果提供了有力的保障。四、年度計(jì)劃年度研究?jī)?nèi)容預(yù)期目標(biāo)第一年在文獻(xiàn)調(diào)研、前沿跟蹤的基礎(chǔ)上,確立項(xiàng)目與課題研究方案、完善技術(shù)路線,全面開展研究工作。①小型煤粉MILD燃燒臺(tái)架建設(shè)并燃燒冷態(tài)數(shù)學(xué)模型、燃燒機(jī)理、綜合試驗(yàn)裝置安裝調(diào)試、人工合成載氧體、天然礦石載氧體等。②完善油藏中CO2埋存潛力評(píng)價(jià)方法；國(guó)內(nèi)外天然氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2埋存實(shí)際案例研究；天然氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2埋存的主要埋存方式研究等。③收集資料與處理資料；分析沉積盆地充填演化與地質(zhì)埋存體時(shí)空分布特征；刻畫CO2封存場(chǎng)地儲(chǔ)層、蓋層巖石賦存的地質(zhì)環(huán)境信息和地質(zhì)特征等；④高中低滲透巖石孔隙結(jié)構(gòu)特征研究、建立裝置與實(shí)驗(yàn)方法、構(gòu)建CO2/地層油體系復(fù)雜滲流基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型。⑤建立并完善實(shí)驗(yàn)裝置、CO2滲流條件下對(duì)儲(chǔ)層物性影響機(jī)理與規(guī)律研究等。⑥CO2捕集技術(shù)方法與理論優(yōu)選；試驗(yàn)區(qū)數(shù)模跟蹤研究；CO2混相驅(qū)與水驅(qū)開發(fā)規(guī)律的差異；注采井筒安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等；完成項(xiàng)目與課題完成開題,并：①獲得多種碳基燃料的燃燒特性和氣態(tài)污染物析出特性；完成綜合試驗(yàn)裝置的系統(tǒng)改造；載氧體氧化-還原活性以及動(dòng)力學(xué)特性的變化規(guī)律；②完善油藏中CO2埋存與提高采收率的潛力計(jì)算方法；完成國(guó)內(nèi)外天然氣藏、煤層氣藏、咸水層等地質(zhì)體中CO2埋存案例分析報(bào)告；③明確大型代表性盆地充填演化特征；建立CO2目標(biāo)埋存體的精細(xì)地質(zhì)模型；完成孔隙介質(zhì)中多相流動(dòng)模式的數(shù)值驗(yàn)證等。④建立孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)關(guān)鍵參數(shù)測(cè)試方法；建立CO2/地層油體系復(fù)雜滲流基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型。⑤建立CO2細(xì)觀滲流力學(xué)方程；確定CO2與地層水反應(yīng)對(duì)儲(chǔ)層物性的影響規(guī)律；建立超臨界CO2的LBM模型等。⑥推薦適合含CO2天然氣田的CO2捕集與提純技術(shù)；推薦CO2氣態(tài)、液態(tài)儲(chǔ)存相態(tài)控制方法和儲(chǔ)罐絕熱方法；形成CO2液態(tài)注入工業(yè)化技術(shù)等；發(fā)表論文10-20篇,申請(qǐng)專利3-5項(xiàng)。第二年①完成3MW中試基地的初步建設(shè)和50kWth燃燒綜合試驗(yàn)裝置的熱態(tài)調(diào)試；煤粉MILD燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)；多種碳基燃料的燃燒機(jī)理研究；礦物質(zhì)成灰與痕量元素釋放實(shí)驗(yàn)研究；載氧體顆粒批量制備的研究等；②西部油藏CO2埋存潛力評(píng)價(jià)；天然氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2埋存機(jī)理研究；確定天然氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2埋存的評(píng)價(jià)指標(biāo)等；4． 確定天然氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2埋存的地質(zhì)體篩選標(biāo)準(zhǔn)。③目的層段巖性描述與鑒定；盆地中淺層砂巖類儲(chǔ)層沉積相研究、儲(chǔ)層—蓋層系統(tǒng)有效應(yīng)力場(chǎng)的變化研究、巖石與CO2－水之間的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)、建立流動(dòng)模型和解法分析等。④中高滲孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)實(shí)驗(yàn)及初步規(guī)律、儲(chǔ)層巖石的巖石力學(xué)性質(zhì)分析、改善原油性能的添加劑篩選、復(fù)雜滲流基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型數(shù)值求解方法與數(shù)值模擬器研究等；⑤完善CO2對(duì)儲(chǔ)層物性影響規(guī)律及描述方法、非均質(zhì)油藏CO2驅(qū)過(guò)程中突進(jìn)機(jī)理及影響因素研究、反映界面潤(rùn)濕特性的格子Boltzmann模型研究等；⑥CO2捕集技術(shù)應(yīng)用評(píng)價(jià)；CO2管道輸送工藝計(jì)算方法優(yōu)選評(píng)價(jià)；開展CO2混相驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)；CO2混相驅(qū)擴(kuò)大試驗(yàn)方案及先導(dǎo)試驗(yàn)調(diào)整方案；井筒完整性對(duì)策研究等；①完成所有實(shí)驗(yàn)臺(tái)架的搭建；完善模擬研究模型,并獲取實(shí)驗(yàn)與計(jì)算數(shù)據(jù)；獲得煤粉MILD燃燒反應(yīng)機(jī)理；低成本載氧體的批量制備技術(shù)等；②提供西部油藏CO2埋存潛力評(píng)價(jià)報(bào)告；天然氣藏、煤層氣藏、咸水層CO2埋存評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及篩選標(biāo)準(zhǔn)等。③完成樣品分析鑒定工作、查明盆地中淺層CO2埋存地質(zhì)體特征、獲取CO2充注對(duì)目標(biāo)儲(chǔ)層、蓋層巖石力學(xué)性質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)影響的規(guī)律、建立綜合考慮地下水動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué),以及地球化學(xué)等方面對(duì)地層流體流動(dòng)影響下CO2埋存及CO2-EOR的流動(dòng)模型等；④形成各類孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)特征的表征方法；建立復(fù)雜滲流基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型求解方法；⑤確定影響非均質(zhì)油藏CO2驅(qū)波及效率的主控因素；確定CO2與原油反應(yīng)物對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響機(jī)理與規(guī)律；建立CO2-水兩相流LBM模型等。⑥1、適合含CO2天然氣的CO2提純技術(shù)方法；明確CO2超臨界注入相態(tài)控制規(guī)律；確定CO2混相驅(qū)開發(fā)效果評(píng)價(jià)參數(shù)；形成井筒完整性對(duì)策等；發(fā)表論文10-20篇,申請(qǐng)專利5-7項(xiàng)。第三年①多種煙氣循環(huán)方式下以煤為主的碳基燃料的燃燒特性和非主量組分賦存、遷移和轉(zhuǎn)化機(jī)理研究,燃料種類、載氧體種類等相關(guān)的連續(xù)性測(cè)試工作等；②天然氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2-巖石傳質(zhì)、溶解、擴(kuò)散、滲流的力學(xué)分析；天然氣藏、煤層氣藏CO2埋存潛力的計(jì)算方法；天然氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2埋存的地質(zhì)體篩選標(biāo)準(zhǔn)等。③建立典型失效模式的工程地質(zhì)力學(xué)模型、CO2在咸水層長(zhǎng)期埋存的監(jiān)測(cè)方法與技術(shù)研究、模擬在短周期時(shí)間尺度CO2在咸水層中的遷移、富積狀態(tài)等。④低滲透孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)實(shí)驗(yàn)及規(guī)律總結(jié)、混相壓力與地應(yīng)力匹配關(guān)系研究、添加劑改善混相壓力效果研究、數(shù)值模擬器調(diào)試與算例應(yīng)用⑤考慮CO2-原油相互作用的LBM多相多組分模型研究、CO2驅(qū)對(duì)儲(chǔ)層物性影響的深化研究、CO2在裂縫性低滲透油藏驅(qū)油過(guò)程中的竄流特性研究等。⑥高含CO2天然氣CO2分離提純技術(shù)方法與應(yīng)用方法研究；CO2超臨界注入增壓工藝研究；跟蹤礦場(chǎng)試驗(yàn)；CO2驅(qū)提高采收率關(guān)鍵因素分析；井筒安全措施及規(guī)范研究；腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)研究；采油井高效舉升工具研究。①各操作參數(shù)對(duì)以煤為主的碳基燃料的燃燒特性和非主量組分賦存、遷移和轉(zhuǎn)化機(jī)理；建立適用于燃燒設(shè)備放大的相似準(zhǔn)則等；②天然氣藏、煤層氣藏CO2埋存潛力的計(jì)算方法；天然氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2埋存的地質(zhì)體篩選標(biāo)準(zhǔn)等。③初步確定中淺層咸水層流體性質(zhì)與分布特征、給出目標(biāo)區(qū)安安全穩(wěn)定性價(jià)的工程地質(zhì)力學(xué)評(píng)價(jià)方法等。④建立改善CO2/地層油體系混相條件的新方法；數(shù)值模擬器應(yīng)用。⑤建立CO2-原油多相多組分LBM模型；建立CO2驅(qū)油藏基質(zhì)與裂縫的耦合滲流模型；確定CO2與油層巖石礦物反應(yīng)生成物對(duì)儲(chǔ)層物性的影響機(jī)理與規(guī)律等。⑥形成CO2超臨界注入方法；、推薦適合CO2驅(qū)采出氣的分離注入技術(shù)方法；確定CO2驅(qū)提高采收率關(guān)鍵因素；制訂注采井筒規(guī)范；形成2種井筒腐蝕監(jiān)測(cè)方法；研發(fā)分層注氣和高效舉升配套工具等。發(fā)表論文10-20篇,申請(qǐng)專利3-5項(xiàng)。第四年①多種煙氣循環(huán)方式下各操作參數(shù)對(duì)多種碳基燃料的燃燒特性和非主量組分賦存、遷移和轉(zhuǎn)化機(jī)理研究；多種煙氣循環(huán)方式進(jìn)行數(shù)值模擬；包含氣固兩相流動(dòng)、傳熱的以煤為燃料的化學(xué)鏈燃燒過(guò)程數(shù)學(xué)模型等②天然氣藏、煤層氣藏、咸水層CO2埋存潛力的評(píng)價(jià)計(jì)算；我國(guó)大型油氣藏、煤層氣藏、咸水層CO2埋存潛力分類及排序；編制大型油氣藏、咸水層、煤層氣藏CO2埋存地質(zhì)體圖冊(cè)。③盆地埋存CO2地質(zhì)體的時(shí)空分布、CO2目標(biāo)封存場(chǎng)地安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法、目標(biāo)區(qū)塊三維地質(zhì)模型以及、CO2在咸水層中的遷移、富積狀態(tài)、孔隙壓擴(kuò)散數(shù)值模擬研究等④補(bǔ)充相態(tài)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與完善規(guī)律、建立混相壓力與地應(yīng)力匹配關(guān)系、完善添加劑改善混相壓力方法、數(shù)值模擬器方案應(yīng)用等。⑤孔隙群內(nèi)CO2-原油流動(dòng)LBM模型及數(shù)值模擬研究；CO2宏觀滲流數(shù)值模擬器、完善CO2在裂縫性低滲透油藏驅(qū)油過(guò)程中的竄流實(shí)驗(yàn)、提高CO2驅(qū)波及效率方法研究等；⑥CO2超臨界管道輸送工藝研究；CO2超臨界注入工設(shè)計(jì)方案研究；CO2驅(qū)采出氣循環(huán)注入設(shè)計(jì)方案研究；總結(jié)CO2混相驅(qū)開發(fā)規(guī)律研究；防腐腐蝕技術(shù)對(duì)策研究；分層注氣工程方案研究等。①獲得O2/CO2燃燒的優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)和多污染物聯(lián)合脫除的方法；以煤為燃料的化學(xué)鏈燃燒反應(yīng)器模型的建立等；②提交大型天然氣藏、煤層氣藏、咸水層CO2埋存潛力的評(píng)價(jià)報(bào)告；大型油氣藏、咸水層、煤層氣藏CO2埋存地質(zhì)體分布圖冊(cè)等。③明確斷裂分布與蓋層的關(guān)系、提出CO2埋存安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的工程地質(zhì)力學(xué)方法、建立更加完善的流動(dòng)模型等。④相態(tài)理論和數(shù)值模擬方法的應(yīng)用、檢驗(yàn)與完善⑤建立描述CO2-骨架反應(yīng)的LBM模型；確定影響裂縫性低滲透油藏中CO2驅(qū)油效果的主控因素；確定CO2對(duì)巖石溶蝕導(dǎo)致儲(chǔ)層物性的變化機(jī)理與規(guī)律；形成CO2驅(qū)滲流理論。。⑥CO2超臨界注入設(shè)計(jì)方案；CO2驅(qū)采出氣循環(huán)注入設(shè)計(jì)方案；CO2混相驅(qū)開發(fā)規(guī)律總結(jié)；腐蝕技術(shù)對(duì)策；形成分層注氣工藝管柱等。發(fā)表論文10-20篇,申請(qǐng)專利3-5項(xiàng)。第五年①補(bǔ)充和完善研究；②項(xiàng)目與課題研究任務(wù)完成與報(bào)告匯總,并為后續(xù)工業(yè)化應(yīng)用做準(zhǔn)備；③撰寫項(xiàng)目與課題研究總結(jié)報(bào)告；④課題結(jié)題驗(yàn)收；⑤項(xiàng)目結(jié)題驗(yàn)收。①撰寫10-15篇學(xué)術(shù)論文；②申請(qǐng)專利3-5項(xiàng)；③提交課題研究總結(jié)報(bào)告,完成結(jié)題驗(yàn)收。④提交項(xiàng)目研究總結(jié)報(bào)告,完成結(jié)題驗(yàn)收。一、研究?jī)?nèi)容〔一擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題1、燃煤CO2的低成本富集與分離基礎(chǔ)問(wèn)題富氧燃燒是能大規(guī)模富集燃煤CO2的新型燃燒的主流技術(shù)之一,需要研究基于煤粉容積燃燒方式的新型富氧燃燒理論,開展液體吸收劑的分子設(shè)計(jì)及氣液吸收設(shè)備的多相流動(dòng)、傳質(zhì)理論等研究。其主要問(wèn)題包括：〔1基于煤粉容積燃燒〔MILD方式的新型富氧燃燒理論；〔2新型燃燒方式的熱力計(jì)算原理及工程放大規(guī)律；〔3新型燃燒方式下非主量組分的遷徙、轉(zhuǎn)換和變化行為；〔4基于化學(xué)鏈氧解耦的富氧燃燒理論；〔5新型CO2吸附劑研究與應(yīng)用；〔6吸收劑的分子設(shè)計(jì)及氣液吸收設(shè)備的多相流動(dòng)、傳質(zhì)問(wèn)題。2、油氣藏、煤層氣藏及咸水層等地質(zhì)體CO2安全埋存的基礎(chǔ)理論問(wèn)題結(jié)合中國(guó)地質(zhì)及油氣藏實(shí)際,以CO2的長(zhǎng)期埋存為目標(biāo),研究目標(biāo)儲(chǔ)層和蓋層性質(zhì)及相關(guān)地質(zhì)問(wèn)題對(duì)CO2埋存的影響和規(guī)律。其主要問(wèn)題包括：①發(fā)展完善油氣藏、煤層氣藏、咸水層CO2埋存的地質(zhì)理論；②發(fā)展完善油氣藏、煤層氣藏、咸水層CO2埋存評(píng)價(jià)方法；③油氣藏、煤層氣藏中CO2資源化利用潛力評(píng)價(jià)；④利用CO2提高煤層氣藏、天然氣藏采收率的可行性研究；⑤我國(guó)工業(yè)排放CO2源—匯匹配與優(yōu)化；⑥CO2地下長(zhǎng)期埋存的監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)理論?！?CO2/地層原油體系在多孔介質(zhì)中的相態(tài)特征及其表征問(wèn)題與國(guó)外海相沉積油田相比,我國(guó)大多數(shù)油田屬于陸相沉積,原油類型、組成相對(duì)復(fù)雜,CO2/不同類型原油之間的相態(tài)變化較大。同時(shí),研究發(fā)現(xiàn)在孔隙介質(zhì)中,CO2/原油體系相態(tài)與PVT筒中顯著不同,需要深入研究,建立與發(fā)展多孔介質(zhì)中〔微觀尺度的相態(tài)理論。其主要問(wèn)題包括：①適合中國(guó)地質(zhì)特點(diǎn)的CO2-原油體系的相態(tài)理論；②孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)測(cè)試方法；③各類孔隙介質(zhì)〔重點(diǎn)是特低滲透油藏中CO2/地層油體系相態(tài)特征；④含其他組分〔烴類、H2S、N2等時(shí)CO2/地層油體系相態(tài)特征；⑤改善CO2/地層油體系混相條件的新方法及適應(yīng)性。〔4注CO2提高油氣采收率的滲流力學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題我國(guó)發(fā)現(xiàn)大量低滲透/特低滲透油藏,非均質(zhì)性嚴(yán)重,驅(qū)油過(guò)程中滲流規(guī)律比較復(fù)雜,容易發(fā)生氣體單向突破。需要研究CO2混相/非混相驅(qū)油在多孔介質(zhì)中的滲流規(guī)律及主控因素,發(fā)展完善CO2驅(qū)油流度控制與擴(kuò)大波及體積理論和方法。其主要問(wèn)題包括：①CO2混相/非混相驅(qū)油在多孔介質(zhì)中的滲流規(guī)律及主控因素；②CO2驅(qū)油與埋存過(guò)程對(duì)地層巖石礦物及物性的影響；③CO2驅(qū)油流度控制設(shè)計(jì)原理與擴(kuò)大波及體積理論和方法；④地層條件下微觀及宏觀物理模擬；⑤多相多組分非線性滲流數(shù)值模擬?！捕饕芯?jī)?nèi)容根據(jù)上述科學(xué)問(wèn)題,項(xiàng)目分解6個(gè)任務(wù),設(shè)置6個(gè)課題組織研究。針對(duì)科學(xué)問(wèn)題1-"燃煤CO2的低成本富集與分離基礎(chǔ)問(wèn)題",設(shè)置課題1-"低成本富集CO2的新型燃燒原理和分離技術(shù)"；針對(duì)科學(xué)問(wèn)題2-"油藏及相關(guān)地質(zhì)體CO2埋存安全性評(píng)價(jià)及監(jiān)控",設(shè)置課題2-"油氣藏及相關(guān)地質(zhì)體CO2埋存機(jī)理及潛力評(píng)價(jià)"和課題3-"油藏及相關(guān)地質(zhì)體CO2埋存安全性評(píng)價(jià)及監(jiān)控"；針對(duì)科學(xué)問(wèn)題3-"CO2/地層原油體系在多孔介質(zhì)中的相態(tài)特征及其表征問(wèn)題"和科學(xué)問(wèn)題4-"注CO2提高油氣采收率的滲流力學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題",設(shè)置課題4-"多孔介質(zhì)中CO2地層油體系相態(tài)理論與數(shù)值模擬"和課題5-"CO2驅(qū)油中的滲流力學(xué)理論"；針對(duì)項(xiàng)目的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié),設(shè)置課題6-"O2埋存和提高采收率工程技術(shù)與方法"。各課題的主要研究?jī)?nèi)容如下：課題1：低成本富集CO2的新型燃燒原理和分離技術(shù)開發(fā)具有捕集CO2的化石能源新型利用技術(shù)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模減排CO2的根本途徑,在各種減排技術(shù)中,氧燃燒技術(shù)已經(jīng)成為化石能源近"零排放"技術(shù)的一個(gè)很具競(jìng)爭(zhēng)力的重要發(fā)展方向,具有明顯的優(yōu)勢(shì)和較強(qiáng)的應(yīng)用前景。本課題緊密圍繞煤炭氧燃燒方式的工業(yè)應(yīng)用,針對(duì)其存在的固有的技術(shù)難點(diǎn)開展研究工作。針對(duì)煤粉的著火與穩(wěn)定燃燒問(wèn)題,發(fā)展一種全新的Mild-Oxyfuel燃燒理念和方式；為解決燃燒設(shè)備的工業(yè)放大問(wèn)題,研究熱力計(jì)算原理與工程放大規(guī)律；同時(shí)對(duì)新型燃燒方式下煤中非主量元素的遷徙變化行為研究；以及為降低制氧成本所提出的基于中間載體的鏈?zhǔn)街蒲跫夹g(shù)研究。從而為工程示范和商業(yè)化運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。研究工作將圍繞以下四個(gè)方面展開：針對(duì)煤粉在MILD-Oxyfuel燃燒方式,研究煤粉低氧自燃溫度及MILD燃燒機(jī)理；研究煤粉彌散以及多相湍流反應(yīng)流的混合與競(jìng)爭(zhēng)機(jī)理,實(shí)現(xiàn)彌散顆粒多相容積燃燒過(guò)程；煤MILD-Oxyfuel燃燒方式下氣固相互作用機(jī)制、混合過(guò)程及傳熱特性研究。煤中礦物質(zhì)的非均勻分布特性及其礦相聚合、演化行為；高濃度CO2下外在礦物質(zhì)破碎特性及演變動(dòng)力學(xué)；煤中堿土元素在氧燃燒過(guò)程中的遷移行為及沾污特性；顆粒物以及易揮發(fā)重金屬排放與富集規(guī)律。在開展對(duì)輻射特性、火焰?zhèn)鞑ニ俾?、燃燒器?yōu)化、受熱面的布置原則等基礎(chǔ)上,發(fā)展和完善新型燃燒方式下的熱力計(jì)算原理和方法；建立適用于燃燒設(shè)備放大的相似準(zhǔn)則,掌握燃燒設(shè)備的放大規(guī)律,為大型工業(yè)示范電站的設(shè)計(jì)、運(yùn)行提供標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)。研究不同組成及結(jié)構(gòu)的氧吸附劑的合成及性能；探討中間氧載體的批量制備技術(shù)；建立雙鼓泡床熱態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上研究基于氧氣解耦的固體燃料O2/CO2燃燒系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行特性；多尺度模型的建立與驗(yàn)證；為后續(xù)該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。課題2：油氣藏及相關(guān)地質(zhì)體CO2埋存機(jī)理及潛力評(píng)價(jià)圍繞CO2長(zhǎng)期埋存的問(wèn)題,以油氣藏、煤層氣藏、咸水層等地質(zhì)體為主要對(duì)象,研究地質(zhì)體中影響CO2埋存的機(jī)理及關(guān)鍵影響因素,建立科學(xué)規(guī)范的埋存潛力評(píng)價(jià)方法,并通過(guò)開展地質(zhì)體CO2埋存潛力的評(píng)價(jià),為新建大型工業(yè)CO2排放源的布局提供決策依據(jù)。從CO2在油氣藏、煤層氣藏及咸水層中的不同滯留方式出發(fā),研究CO2在地質(zhì)體中的埋存機(jī)理,分析地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)體分布、流體性質(zhì)、注入方式等因素對(duì)埋存效果的影響,確定埋存目標(biāo)地質(zhì)體的篩選及評(píng)價(jià)埋存能力的指標(biāo)體系。以CO2在地質(zhì)體中的埋存機(jī)理為基礎(chǔ),考慮埋存的有效性和長(zhǎng)期安全性,完善油氣藏中CO2埋存潛力的計(jì)算方法,建立煤層氣藏、咸水層中CO2埋存潛力的計(jì)算方法。開展國(guó)內(nèi)適宜CO2埋存的大型油氣藏、煤層氣藏、咸水層的篩選,進(jìn)行大型地質(zhì)體中CO2埋存適宜性評(píng)價(jià)及潛力計(jì)算,確定我國(guó)大型地質(zhì)體中CO2的埋存潛力。根據(jù)油氣藏、煤層氣藏、咸水層中CO2埋存潛力的評(píng)價(jià)結(jié)果,編制我國(guó)CO2埋存地質(zhì)體分布圖冊(cè),根據(jù)地質(zhì)體特征、埋存規(guī)模、技術(shù)成熟水平等因素,對(duì)CO2埋存潛力進(jìn)行分類劃分,制定CO2埋存的中遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)。課題3：油藏及相關(guān)地質(zhì)體CO2埋存安全性評(píng)價(jià)及監(jiān)控選擇我國(guó)有代表性的大型含油氣盆地為重點(diǎn),以CO2的長(zhǎng)期、安全埋存為目標(biāo),研究目標(biāo)儲(chǔ)層和蓋層性質(zhì)和特征及其力學(xué)穩(wěn)定性,建立CO2埋存的監(jiān)測(cè)方法與技術(shù)。根據(jù)研究需要,將課題分解為七個(gè)子任務(wù)：運(yùn)用沉積學(xué)及盆地分析的相關(guān)理論與方法,從盆地性質(zhì)、構(gòu)造發(fā)育、地層發(fā)育、沉積相特征等方面分析CO2目標(biāo)埋存盆地的充填演化特征；刻畫目標(biāo)埋存體儲(chǔ)層和蓋層的地質(zhì)特征、物性特征及其圈閉類型,并給出咸水層礦化度、水的化學(xué)組分及類型；分析CO2目標(biāo)埋存體儲(chǔ)層、蓋層及斷裂的空間配置特征及其地質(zhì)歷史演化期次。進(jìn)行埋存體地層的精細(xì)對(duì)比研究,細(xì)化認(rèn)識(shí)構(gòu)造圈閉；分級(jí)界面控制,建立等時(shí)層序地層格架；分析沉積微相展布,預(yù)測(cè)其橫向變化；評(píng)價(jià)儲(chǔ)層和蓋層,并研究?jī)?chǔ)層非均質(zhì)性和蓋層的物性特征；在前面研究的基礎(chǔ)上建立CO2目標(biāo)埋存體的精細(xì)地質(zhì)模型。在不同溫度壓力條件下,利用試驗(yàn)區(qū)塊的巖石樣品與CO2－水之間的相互作用,分析測(cè)定反應(yīng)后礦物的特征,對(duì)CO2在地質(zhì)埋存體中與周圍介質(zhì)作用的過(guò)程以及圈閉機(jī)理進(jìn)行解釋,探討在陸相沉積盆地CO2地質(zhì)封存的特征。識(shí)別影響目標(biāo)埋存體儲(chǔ)層、蓋層安全穩(wěn)定性的工程地質(zhì)力學(xué)因素,分析儲(chǔ)層、蓋層工程地質(zhì)力學(xué)特征,采用工程地質(zhì)力學(xué)分析、巖體斷裂力學(xué)分析、物理力學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)和流-固耦合數(shù)值模擬等相結(jié)合的方法,研究CO2目標(biāo)埋存體儲(chǔ)層、蓋層對(duì)CO2流體注入過(guò)程的工程地質(zhì)力學(xué)響應(yīng)機(jī)制；研究目標(biāo)儲(chǔ)層、蓋層巖石的潛在失效模式與斷裂力學(xué)判據(jù)或破壞準(zhǔn)則,建立典型失效模式的工程地質(zhì)力學(xué)模型；開展CO2目標(biāo)封存場(chǎng)地安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法的綜合研究,建立進(jìn)行CO2封存的目標(biāo)儲(chǔ)層、蓋層安全穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的工程地質(zhì)力學(xué)方法,并將此研究成果初步應(yīng)用于CO2埋存場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中。根據(jù)在不同介質(zhì)中碳穩(wěn)定同位素〔δ13C值的特征,系統(tǒng)測(cè)定試驗(yàn)區(qū)塊的水、氣體以及巖石樣品的δ13C背景值,對(duì)注入試驗(yàn)不同時(shí)期的碳同位素比值變化進(jìn)行研究,以確定CO2在油藏儲(chǔ)集層與深部咸水層的運(yùn)移特性以及可能發(fā)生的泄漏,監(jiān)測(cè)在組分模型和考慮流固耦合的基礎(chǔ)上建立更加完善的流動(dòng)模型,基于一般組分模型的框架進(jìn)行CO2-EOR程序系統(tǒng)設(shè)計(jì),對(duì)新的流動(dòng)模型進(jìn)行離散和求解并開發(fā)相應(yīng)的數(shù)值模擬程序。發(fā)展CO2前緣地球物理方法,對(duì)CO2在埋存地質(zhì)體中的流動(dòng)運(yùn)移動(dòng)態(tài)以及驅(qū)油效果進(jìn)行預(yù)測(cè)與數(shù)值模擬。引入物質(zhì)界面動(dòng)力機(jī)制,改進(jìn)CO2咸水層多相流動(dòng)數(shù)值模式,發(fā)展非正交同位網(wǎng)格三維高階精度時(shí)空守恒元/解元數(shù)值方法與三維雜交粒子水平集方法；開展物理實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證所發(fā)展的數(shù)值算法的可靠性,并開展CO2注入埋存體所激發(fā)的孔隙壓在埋存體中的傳播與積累特征研究；開展在試驗(yàn)區(qū)CO2地質(zhì)封存多相流動(dòng)數(shù)值模擬研究,模擬短周期內(nèi)〔100年時(shí)間尺度內(nèi)不同溫度、壓力與礦化度條件下CO2在咸水層中的遷移、富集狀態(tài),研究孔隙壓擾動(dòng)的傳播與壓力積累時(shí)空演變過(guò)程。課題4：多孔介質(zhì)中CO2地層油體系相態(tài)理論與數(shù)值模擬針對(duì)陸相沉積儲(chǔ)層原油中重質(zhì)成分較多,地層溫度梯度較大,油層埋藏深度較深的特點(diǎn),以及主要應(yīng)用對(duì)象包含高中低滲透儲(chǔ)層的實(shí)際,探索和建立孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)關(guān)鍵參數(shù)測(cè)試方法；測(cè)試和歸納各類孔隙介質(zhì)〔重點(diǎn)是特低滲透儲(chǔ)層介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)特征；實(shí)驗(yàn)并總結(jié)含其他組分〔烴類、H2S、N2等時(shí)CO2/地層油體系相態(tài)特征；研究改善CO2/地層油體系混相條件的新方法及適應(yīng)性；研究多相多組分非線性數(shù)值模擬理論；總結(jié)和形成中國(guó)油藏特點(diǎn)的CO2-地層油體系相態(tài)理論及考慮復(fù)雜滲流特點(diǎn)的數(shù)值模擬方法。利用恒速壓汞〔孔隙分析儀分析了解類孔隙介質(zhì)的孔隙結(jié)構(gòu)特征、尺度范圍,分析孔隙空間影響流體間傳質(zhì)的主控因素；利用CT、核磁共振以及微觀模型等可視手段,建立孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)關(guān)鍵參數(shù)測(cè)試方法；以PVT測(cè)試系統(tǒng)為基礎(chǔ),結(jié)合孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)新方法,系統(tǒng)研究孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)特征；通過(guò)對(duì)比分析兩類實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),進(jìn)一步完善孔隙介質(zhì)中相態(tài)測(cè)試方法；歸納總結(jié)各類孔隙介質(zhì)中CO2/地層油體系相態(tài)特征及其影響因素,建立表征方法和相關(guān)理論；針對(duì)地層應(yīng)力特點(diǎn),探索高于原始地層壓力條件下,CO2/地層油體系混相條件的適應(yīng)性和安全性；針對(duì)地層油組分特點(diǎn),探索篩選有機(jī)或無(wú)機(jī)添加劑改善CO2/地層油體系混相條件；形成安全、有效、低成本的改善CO2/地層油體系混相條件的新方法。以室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ),綜合考慮流體傳質(zhì)、固液物理化學(xué)反應(yīng)/作用、宏觀和微觀擴(kuò)散/彌散、流體相態(tài)與組成變化等多種復(fù)雜因素,建立基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型,建立求解方法,優(yōu)化數(shù)值計(jì)算方法,編制數(shù)值模擬器,豐富多相多組分非線性數(shù)值模擬理論。以室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究成果為基礎(chǔ),結(jié)合油田試驗(yàn)區(qū)實(shí)際進(jìn)展,驗(yàn)證和完善CO2-地層油體系相態(tài)描述與表征方法,形成理論與知識(shí)體系,支持復(fù)雜滲流數(shù)學(xué)模型構(gòu)建；結(jié)合油田試驗(yàn)區(qū)需求,應(yīng)用數(shù)值模擬器計(jì)算CO2驅(qū)油與埋存方案,模擬動(dòng)態(tài)過(guò)程,在應(yīng)用中修正和完善數(shù)學(xué)模型及其算法,形成復(fù)雜滲流數(shù)值模擬方法。課題5：CO2驅(qū)油中的滲流力學(xué)理論本課題從微觀和宏觀機(jī)理研究入手,采用理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,針對(duì)我國(guó)典型非均質(zhì)油藏條件的特點(diǎn),研究CO2混相/非混相驅(qū)油在多孔介質(zhì)中的滲流規(guī)律及主控因素,明確CO2驅(qū)油與埋存過(guò)程對(duì)地層巖石礦物及物性的影響機(jī)理與規(guī)律,提出CO2驅(qū)油流度控制與擴(kuò)大波及體積的方法,為改善CO2驅(qū)油效果提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持,發(fā)展和完善CO2驅(qū)油中的復(fù)雜滲流理論。建立描述多相多組分在孔隙內(nèi)流動(dòng)的格子Boltzmann〔LB模型,發(fā)展描述流體內(nèi)部不同組分及相態(tài)之間相互作用模型、流體與骨架之間相互作用模型?；诎l(fā)展的計(jì)算模型,開展孔隙尺度的微觀數(shù)值模擬,研究CO2驅(qū)油過(guò)程中的滲流力學(xué)微觀機(jī)理,包括：超臨界CO2在多孔介質(zhì)內(nèi)的微觀運(yùn)移規(guī)律、CO2-水多相體系在孔隙介質(zhì)內(nèi)的微觀運(yùn)移規(guī)律與機(jī)理、CO2-原油在孔隙介質(zhì)內(nèi)的混相和非混相微觀運(yùn)移規(guī)律、CO2-巖石反應(yīng)與流動(dòng)及傳質(zhì)之間的相互影響規(guī)律等。通過(guò)上述模擬計(jì)算,分析地層條件下含CO2的多相體系的滲流特點(diǎn),并與相關(guān)物理實(shí)驗(yàn)和宏觀數(shù)值模擬相互支持、相互驗(yàn)證。研究長(zhǎng)期埋存條件下和驅(qū)油過(guò)程中CO2與油層巖石、地層水反應(yīng)生成物質(zhì)的析出、固化及其對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率的影響機(jī)理與規(guī)律：CO2與巖石組分反應(yīng)生成物對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率的影響機(jī)理與規(guī)律：采用同步輻射裝置對(duì)不同巖石與CO2作用后的巖樣內(nèi)部進(jìn)行觀察得到不同徑向角度下圖片,通過(guò)對(duì)圖片的數(shù)學(xué)反演分析巖樣的孔隙、吼道,從而得到表征多孔介質(zhì)的屬性參數(shù)如孔隙度、吼道分布、連通性及迂曲度等,研究CO2驅(qū)替過(guò)程中,在不同的油藏溫度及壓力下,CO2與不同類型的巖石礦物反應(yīng)所生成的物質(zhì)所引起的儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的變化以及對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響；巖石表面性質(zhì)的變化對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率的影響。CO2對(duì)巖石礦物溶蝕導(dǎo)致儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率的變化機(jī)理與規(guī)律：研究CO2與地層水反應(yīng)所形成的碳酸對(duì)巖石溶蝕所引起的儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)的變化以及對(duì)滲透率的影響；溫度、壓力以及地層水的組成對(duì)不同類型的儲(chǔ)層巖石孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率的影響；CO2與巖石的作用時(shí)間對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率的影響。CO2與地層水中不同離子反應(yīng)生成物對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率的影響機(jī)理與規(guī)律：研究CO2驅(qū)替過(guò)程中,在不同的溫度及壓力下,地層水中的不同離子與CO2作用所生成的不同沉積物對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率影響；地層水的離子組成和礦化度對(duì)沉積物形成影響。研究CO2與原油反應(yīng)的生成物質(zhì)及瀝青質(zhì)、石蠟等固態(tài)析出物質(zhì)對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響機(jī)理與規(guī)律；CO2與原油重組分反應(yīng)的生成物、瀝青質(zhì)、蠟顆粒對(duì)儲(chǔ)層滲透率的影響機(jī)理與規(guī)律：采用同步輻射裝置的對(duì)不同種類的原油及地層水與CO2作用后的巖樣內(nèi)部進(jìn)行觀察得到不同徑向角度下圖片,通過(guò)對(duì)圖片的數(shù)學(xué)反演分析巖樣的孔隙、吼道,從而得到表征多孔介質(zhì)的屬性參數(shù)如孔隙度、吼道分布、連通性及迂曲度等,研究在混相和非混相條件下,CO2對(duì)原油抽提后所剩余的重組分〔瀝青質(zhì)、蠟顆粒所引起的儲(chǔ)層滲透率的變化；考察溫度、壓力以及原油組成的影響；CO2與原油反應(yīng)的生成物、瀝青質(zhì)、蠟顆粒與水間的界面性質(zhì)及其儲(chǔ)層滲透率影響。儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)變化對(duì)滲透率、孔隙度等影響研究：當(dāng)CO2與油層巖石、地層水反應(yīng)生成物質(zhì)的析出、固化,使得儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,根據(jù)以上研究結(jié)果,采用微觀數(shù)值模擬方法或直接在吼道中求解N-S方程,從微觀角度開展CO2驅(qū)油滲流力學(xué)研究,最終得到不同條件下的地層滲透率的變化,尤其對(duì)低滲透油藏,當(dāng)CO2驅(qū)油時(shí)孔隙結(jié)構(gòu)或吼道的微小變化可能導(dǎo)致滲透率的變化。CO2驅(qū)儲(chǔ)層物性變化的物理化學(xué)模型研究：根據(jù)CO2與儲(chǔ)層巖石、地層水以及原油作用所引起的儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)和滲透率的變化規(guī)律,建立CO2對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)、滲透率改變的物理化學(xué)模型。CO2驅(qū)油的宏觀數(shù)值模擬研究：根據(jù)上述研究結(jié)果,提出CO2驅(qū)油的滲流方程,采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格及有限體積離散方法,對(duì)CO2驅(qū)油進(jìn)行宏觀數(shù)值模擬研究,并從宏觀角度揭示CO2驅(qū)油滲流機(jī)理。針對(duì)CO2在多孔介質(zhì)中的滲流規(guī)律開展混相和非混相的條件研究,建立基于典型原油組分的混相壓力數(shù)學(xué)表征方法,并形成CO2混相和非混相在多孔介質(zhì)中的滲流數(shù)學(xué)模型,尋求一維驅(qū)替和二維平面物理模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)值反演方法,針對(duì)CO2在多孔介質(zhì)滲流過(guò)程中的混相和非混相現(xiàn)象進(jìn)行滲流特征的主控因素研究,描述混相和非混相條件下多孔介質(zhì)CO2滲流的影響因素。典型原油組分的CO2混相壓力數(shù)學(xué)表征方法：不同原油組分的原油與CO2混相條件研究；建立CO2混相壓力數(shù)學(xué)表征方法?？紤]混相和非混相時(shí)多孔介質(zhì)中CO2的分區(qū)滲流數(shù)學(xué)模型：基于混相壓力為控制邊界的多孔介質(zhì)中CO2混相滲流數(shù)學(xué)模型；考慮混相和非混相時(shí)多孔介質(zhì)中CO2的分區(qū)滲流數(shù)學(xué)模型。多孔介質(zhì)中CO2滲流的數(shù)值實(shí)驗(yàn)方法：多孔介質(zhì)中CO2的分區(qū)滲流數(shù)學(xué)模型的求解；CO2一維驅(qū)替實(shí)驗(yàn)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)方法；CO2二維平面物理模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)方法。多孔介質(zhì)中CO2滲流規(guī)律的主控因素：影響多孔介質(zhì)中CO2混相和非混相滲流條件的主控因素；基于多孔介質(zhì)中的CO2混相/非混相滲流規(guī)律的研究,通過(guò)分析不同因素〔流體性質(zhì)、儲(chǔ)層特征、注采條件等對(duì)CO2混相半徑、滲流能力、壓力分布、驅(qū)油效率的影響,篩選影響CO2混相、非混相在多孔介質(zhì)中滲流的主控因素,總結(jié)影響多孔介質(zhì)中CO2滲流效果的主控因素。CO2驅(qū)儲(chǔ)層流體在孔隙和裂縫中的流動(dòng)與滲流機(jī)理：研究CO2在地層條件下、不同滲透性、不同孔隙類型以及不同巖性的多孔介質(zhì)中的滲流特性,揭示其滲流及驅(qū)油機(jī)理。CO2非混相驅(qū)油過(guò)程中的粘性指進(jìn)機(jī)理及主控因素：研究CO2非混相驅(qū)