前沿科技 | 中科院科学家在二氧化碳压裂研讨中取得停顿

近日，中国科学院科学家团队——上海高等研讨院低碳转化科学与工程重点实验室研讨人员在多尺度二氧化碳压裂驱采十分规油气资源机制研讨方面取得停顿。相关结果于5月30日在线发表在《焦耳》 (Joule2019, doi: 10.1016/j.joule.2019.05.004)。

水力压裂技术是北美页岩气取得庞大胜利的关键技术之一，但该技术水耗庞大，环境足迹显著。我国页岩气多散布在缺水干旱地域，环境脆弱，对无水压裂技术的需求较为显著。在众多无水压裂技术中，二氧化碳压裂尤受关注，极具应用前景。该技术在节约用水、降低决裂压力、避免储层伤害、增加油气采收率的同时，中止部分二氧化碳的地质封存，完成十分规油气资源的绿色、低碳开发。但是，二氧化碳共同的物理化学性能对压裂行为的影响缺乏深度认识，这是影响技术推行应用的重要障碍之一。

研讨员魏伟和副研讨员孙楠楠团队在近五年的时间里研制了深部条件模仿-泵注压裂-原位声发射信号采集一体化的高温高压压裂实验平台，并分离中科院武汉岩土力学研讨所、中科院地质与地球物理研讨所、中国石油大学（北京）等团队，展开了一系列二氧化碳压裂和水力压裂页岩实验。应用压裂过程中产生的声发射数据重现压裂液注入惹起的裂痕演化过程，并经过声发射事情的矩张量理论剖析，完成了评价压裂机制的量化剖析。结果发现，二氧化碳压裂过程中，裂痕构成的机制明显有别于水力压裂，其低粘度和高扩散性特征促使储层发作以剪切型破坏为主的裂痕扩展并不时累积，从而降低决裂压力，并构成复杂缝网。经过压裂后的决裂面数字化重构，发现二氧化碳压裂的决裂面面积是水力压裂的近两倍，阐明二氧化碳能够有效沟通更多的自然裂痕，从而增大有效改造体积。协作团队的现场实验结果表明，二氧化碳压裂后的产量是改造前的4-20倍。此项研讨掩盖了从微观机制到宏观应用的多尺度研讨范围，取得了具有价值的实验结果，对二氧化碳压裂和强化驱采十分规油气过程的设计有显著的实企图义。

该研讨工作得到中科院战略性先导科技专项、中科院配备研制项目、国度自然科学基金委、上海高研院交叉学科青年创新基金等的资助。

上海高研院二氧化碳压裂研讨取得停顿

（来源：中国科学院）