“超临界二氧化碳开发非常规油气藏
钻完井技术研究”
(沈忠厚的超临界二氧化碳压裂技术发言整理:潘存焕)
(2012年8月,西安，贡献给大家共享) “2012国际石油产业高峰论坛”于2012年3月19日在北京举行,下面是中国石油大学教授、中国工程院院士沈忠厚的发言: 各位领导、各位专家、各位来宾早上好。今天我报告的题目是“超临界二氧化碳开发非常规油气藏钻完井技术研究”。下面就四个问题跟大家汇报。
第一个问题绪论：为什么我们要研究这个问题？
大家知道我们国家现在重新发现整装大庆、胜利、辽河这样整装大型油田的机会不会太多，这是世界上所有地质家公认的。我们现在进军深海，将来可能在南海深海部分找到整装的油田，这是将来我们的主战场之一。
其次，就是注意我们近10年来所发现的天然气资源。每一年有4亿到5亿吨储量的增长，但基本上70、80%都是低渗特低渗油气藏，这是一个很大的特点。
在近期发现的油气资源里面，天然气的资源非常丰富。特别是非常规天然气，包括页岩气，煤层气还有致密天然气等等。
大家知道我们的常规天然气资源是非常宝贵的。且目前的产量距离我们现在需要，是远远不够的。
最近几年来我们地质家在非常规天然气上，做了大量的工作。我们现在已经查明的致密气、页岩气、煤层气的储量远比我们常规的天然气储量要大得多。至少从目前资源量来看，不完全的统计，至少要大3到4倍到5倍。而且，还会继续增长。估计在今后50年，甚至100年我们在天然气上会主要依靠非常规的天然气资源。
现实告诉我们，我们今后的主战场第一个是低渗透气藏，第二个是非常规天然气资源。所以，这是我们今后的两大主战场。
第二个问题：开发低渗油藏，再开发非常规油气藏，遇到的主要问题什么？
主要是三个问题：第一个问题，所有的低渗油藏都非常坚硬，难钻。还有一部分不是很难钻，比如页岩层，但它的渗透率很低是最大的困难。钻井工程花费了我们大量的时间，整个开发的估计成本有70、80%花在钻井上。这样下来我们的效益非常低。
第二个最大的问题，这种低渗气藏，或者非常规天然气藏，空置率一般在50%左右，因为它的渗透率极低。这么低的渗透率，在钻井的过程里面极容易受到伤害，要把他恢复过来，不像我们常规中的高渗透气藏，这完全不一样。我们钻井的人员，和我们搞开发的人员要注意，我们原来在开发常规气藏的技术，在进入20世纪以后，从现在开始，后面要开发这样一些资源，不管钻井也好，产油也好，流程也好，都要发生极大的变化。很多技术都有不同程度的不适应，有的时候完全不适应，有的时候部分不适应。因此，在这么一个情况下，我们就要寻找新的技术。
第三个问题，就是丰度低，单井产量低，采收率低，开采周期长。每口井的产量并不高，且采收率低。美国现在开发非常规的天然气这个部分，采收率究竟多高？我们好象没有看到比较确切的数据，总的来讲比我们现在常规的油气藏采收率要低。
因此，在这样的情况下怎么办？这就提出了一个新的问题，我们不能用常规的办法来钻井，开采，必须寻找新的开采或者开发技术，包括从钻井开始。
第三个问题：用超临界二氧化碳来开发非常规油气资源是近期可以走通，可以转变成生产力的一种新技术。
中国石油大学（北京）和中国石油大学（华东），经过4年到5年的初步探索和一系列的初步实验，我们现在可以跟大家说：很有可能并可走的路径，而且近期可以走通，可以转变成生产力的一种钻井或者开发方案，是用超临界二氧化碳来开发非常规油气源。
（一）超临界二氧化碳流体的物理特性。
大家看一下这个图，这是一个超临界二氧化碳相图，上面有两个点，有一个三相点，第二个点是临界点。三相点指出了二氧化碳什么温度压力下是固体，是气体，还是液体；第二个就是临界点，关键问题在临界点上。我们把二氧化碳的温度增加到31.1度，压力加到7.300兆瓦，在超临界状况下，二氧化碳密度接近于流体，黏度相当于气体。黏度很低就易于流动，这对我们搞钻井搞采油人是一个很大优势。
大家看一下这个表：中间这一行就是超临界流体，密度是0.2到0.9；黏度是0.03到0.1，黏度接近于气体（气体是0.02）。它的扩散性系数大于液体，而密度接近于液体。这有什么好处？带来两个好处，密度相当于液体就可以提供必要的很大的开发油气的功率，可以带动底下的井底马达旋转。
这种超临界的二氧化碳具有四个特点：第一，密度接近于液体，第二，黏度接近于气体，第三，扩散系数大于液体，第四，表面张力接近于零。这个超临界二氧化碳可以进入到母岩，不管是什么岩石，只要它的空间大于二氧化碳的分子，比分子大，这个二氧化碳就很容易钻进去。越小的时候进的越快。说明这个超临界二氧化碳打进去以后，不用加多大的力量，它就成为了一个无孔不入，很快深入到你的孔隙里面去的东西。
这种性质决定了该项技术具有钻速高、地层不受损害、最终采收率高的优点。
（二）超临界二氧化碳开发非常规油气藏的四个优势
第一个，解决了坚硬地层的钻速问题。对于坚硬地层，用清水，用我们一般的钻头来钻，就很难。用二氧化碳来钻就很快了，大家看一下为什么快？左边是代表用清水来钻，右边这个是代表用超临界二氧化碳来钻，上面一块岩石是花岗岩，下面是页岩，我们知道花岗岩是最硬的岩石，页岩是最难钻的岩石，这两个最难钻。
首先看用清水和二氧化碳钻花岗岩的效果：二氧化碳钻的这个沟槽，轮廓较为清晰，破碎体积较小。我们再看看它们的破碎坚硬压力，用清水是75，用二氧化碳是50。二氧化碳的破碎压力相当于清水的67%。我们看看页岩，页岩用清水钻的破碎压力是124，用二氧化碳钻时只有55，破碎压力之比是0.44。
说明，我们用二氧化碳钻井的时候，对于难钻的岩石，像花岗岩、页岩这样的东西，都可以获得好的效果。特别是页岩层，钻速一般可提高到2-3倍。这已经是一个很不小的数字。这是第一个优势。
第二个优势，储层不易被污染。大家知道，低渗和非常规天然气储层在钻井过程中是很容易被污染的。搞采油的人都知道，在钻井过程里面，在正常过程里面，我们的外来固体侵入到油层孔隙里面，把油堵起来，我们把这个就叫污染。而我们超临界二氧化碳就是二氧化碳气体，如果把温度降到一定值就会变成液体，加到最后的临界温度时，就成为具有液体的密度、气体的粘度这样一个东西，它既为气体，又为液体，他怎么污染损害油气藏，他根本没有损害的条件。所以，这是我们在钻井方面求之不得的。这样看来，实质上它对油气藏没有任何污染。
第三个优势，也是最大的优势，它可以提高单井产量。为什么呢？我们知道单井产量现在很低，我们现在采取钻分支水平井、钻辐射水平井、复杂条件下结构井，使我们的单井产量一下子提高了，最多可达到直井的5、6倍。这取决于水平段的长度，或者分支段的长度。用这种超临界二氧化碳钻井，更容易控制水平段和分支段的长度。
最右边这个图，最适合钻辐射水平井，向周围辐射可以打一系列的水平井出去。周围都辐射，其他办法就很难做到。
第四个优势，可以提高采收率。目前各油田的采收率只有20%多，最高30%多，大庆40%到50%。一般情况下，还有三分之二的油剩在地层中拿不出来。如果我们现在开发低渗油气藏，开发我们的非常规油气藏的话，可能只有百分之十几。大部分油气拿不出来。
超临界二氧化碳的最大优势，就是可以把油气藏里面的吸附气置换出来。这张图里是天然气甲烷对母岩的亲和力和二氧化碳对母岩的亲和力，可以看到，二氧化碳对母岩的吸附强度高，基本上是3到5倍的甲烷的吸附强度。
也就是说，假设这里面甲烷就是我们的天然气，天然气主要是甲烷，我们把二氧化碳打进去，那么，吸附在颗粒和有机碳上面的气体，会很容易的被二氧化碳所置换，把气体赶出来。它的置换强度相当于3到5倍。这个是任何到现在为止我们一直找不到的最好的东西了。
超临界二氧化碳对采收率的贡献，一个是置换，第二个就是驱替，就是我们去赶它。超临界二氧化碳的表面张力等于零，黏度非常小，扩散系数很大。因此这个超临界二氧化碳打到地层里面，他就成了无孔不入，越是小的地方它越进去，越快进去。进去以后，就把里面的气体赶出来了，这个不是置换，是把这个东西驱赶走。我们现在注水，注水也是去赶，但是注水要困难很多。注超临界二氧化碳的压力要比我们注水压力小得多，当然就会提高效率了。
超临界二氧化碳对采收率的贡献还有一个，就是因为他的溶剂化能力很强，可以把近井地带的重油组分，和一些渣子吸收掉。你想，如果把近井地带重油组分和有机渣子去掉，使近井地带畅通，就改善了油气通道。提高了油气采收率。目前我们还没有发现任何一个化学流体有这么一个好的作用。
第四个问题：结论与建议
结论：第一条，用超临界二氧化碳钻井，钻速高，成本低。第二条，不受污染。第三条，得到的采收率高。第四条，容易钻各种复杂的结构井，他可以钻各种各样的径向水平井。
建议：我们现在碰到所有的气藏，都是用水力压裂。我想提出一个建议，大家千万不要用水力压裂，虽然水力压裂可以节约一部分成本，但是水力压裂过程里面带来无穷的后患。所有油气藏近期或以后一段时间内都用水力压裂，如果我们这个压裂改成用二氧化碳压裂，二氧化碳用临界也好，用超临界更好，不用超临界就用普通的二氧化碳压裂，这个效果会对生态环境有明显的改善。
这是有百利而无一害的事情。因为时间关系，上面讲的这些问题，不足的地方请大家批评指正。
吐一口气，钻一口井 ——浅谈超临界二氧化碳钻完井技术 前言： 近年来，全球气温持续上升，极端的气候变化给人类造成了许多深重灾难。经过科学家们长期研究，最终证明：人类活动产生的温室气体是造成一系列反常现象的幕后元凶！国际能源署（IEA）于2015年6月发布的报告称，2014年全球二氧化碳排放总量为322亿吨，与上年持平，尽管这是40年来首次出现未增长的现象，但减排形势依旧不容乐观。 随着全球经济的飞速发展和现阶段的科技水平，还不足以消除人类对煤炭、石油等化石燃料的高度依赖，未来的工业生产和人类生活所消耗的大量化石能源必将增加更多的二氧化碳排放量，由此产生的温室效应也必将进一步威胁地球环境。为此，世界各国政府和国际组织投入了大量的人力和资金开展二氧化碳减排的相关研究。其中，利用超临界二氧化碳开发油气藏的理论因其“变废为宝，一举多得”的强势卖点而备受关注。 ：超临界二氧化碳到底是什么鬼？ 中文名：超临界二氧化碳 英文名：SC-CO2 (Super-critical Carbon Dioxide)
籍贯：地球村 前世今生： 1869年，一个风雨交加的夜晚，爱尔兰物理化学家托马斯·安德鲁斯在一次测定碳酸性质的实验中偶然发现：在对碳酸不断加压并降温到一定数值时，液体和气体的分界线就变得越来越模糊，直到最后分界线彻底消失，空间完全被一种均匀的流体所占有，这一现象令托马斯觉得不可思议，接下来他又对氨、盐酸等流体做了同样的实验，并得到了类似的现象，在综合了大量的数据资料后，提出了超临界流体这一全新的概念。 二氧化碳相态图 1937年米歇尔·斯等人在托马斯研究的基础上，准确测量了二氧化碳的临界点，即当温度、压力分别处于31.1℃和7.4MPa以上时，二氧化碳将达到超临界状态。 个人品质： 处于超临界状态下的二氧化碳，兼具液体和气体的双重性能，其表面张力近于零，密度接近液体，但粘度却类似气体，扩散系数是液态时的数百倍，具有惊人的溶解能力，且性质稳定，无毒无害。 ：它有哪些用途呢？元芳你怎么看？
煤矿智能二氧化碳爆破系统 实施方案 目录 一、液态二氧化碳相变致裂技术简介 二、二氧化碳爆破原理 三、二氧化碳爆破产品优势 四、实施方案 （一）地面操作间装管 （二）钻孔施工 （三）设备运输 （四）放炮 （五）回收 五、施工安全技术措施 （一）注意事项 （二）试验安全技术措施 六、设备配置表
一、液态二氧化碳相变致裂技术简介 液态二氧化碳相变致裂技术是一种理念先进、方法安全、效果显著的爆破技术，属于物理爆破技术，具有爆破过程无火花外露、爆破威力大、无需验炮、操作简便、不属于民爆产品，其运输、储存和使用获豁免审批等优点，被广泛应用于采煤、清堵、建筑物拆除。因此，液态二氧化碳相变致裂技术有望取代炸药预裂爆破、水力扩孔、水力压裂来强化提高煤层透气性，快速消除突出危险性或冲击地压。 液态二氧化碳相变致裂属于物理致裂过程，通过化学加热液态二氧化碳，使其压力剧增至20MPa~60MPa，高压液态二氧化碳冲破定压剪切片迅速转化为气态，体积膨胀600多倍，瞬间释放的气体膨胀能使钻孔周边煤体致裂；液态二氧化碳体积膨胀过程会吸收大量的热量，能有效降低致裂范围内的煤体温度，有利于抑制煤层自燃；液态二氧化碳相变致裂采用低压启动（9v），比传统爆破更安全，且不需要验炮，爆破后即可进人，实现连续工作。液态二氧化碳相变致裂装备结构。 如图1所示。 二、二氧化碳爆破原理 二氧化碳爆破器的原理：二氧化碳气体在一定的高压下可转变为液态，通过高压泵将液态的二氧化碳压缩至圆柱体容器（爆破管）内，装入破裂片、导热棒和密封圈，拧紧合金帽即完成了爆破前的准备工作。将爆破管和安全云毫差起爆器及电源线携至爆破现场，把爆破管插入钻孔中固定好，连接起爆器电源。当微电流通过高导热棒时，产生高温击穿安全膜，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀
第30卷第5期中国海上油气Vol. 30N o. 5 2018年 10 月C H I N A O F F S H O R E O I L A N D G A S Oct. 2018 文章编号：1673-1506(2018)05-0109-07 D^OI：10. 11935/j. issn. 1673-1506. 2018. 05. 014超临界二氧化碳对致密砂岩力学特性影响的实验研究$侯冰1宋振云23贾建鹏4苏伟东23王迪5 (中国石油大学(北京）油气资源与探测国家重点实验室北京102249; 2.中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院陕西西安71001 3.中国石油天然气集团有限公司油气藏改造重点实验室-二氧化碳压裂增产研究室陕西西安7016; 4.中国石油长庆油田分公司苏里格气田研究中心陕西西安71116; 5.中国石化石油勘探开发研究院北京100083 侯冰，宋振云，贾建鹏，等.超临界二氧化碳对致密砂岩力学特性影响的实验研究[J].中国海上油气，2018，：30(5):109-110. H O U B i n g,S O N G Z h e n y u n?J I A Jianpeng?et a l. Experimental investigation on mechanical properties of tight sandstone under the effect of SC- C O2[J]. China Offshore Oil and G a s,2018,30(5) ；109-H. 摘要超临界二氧化碳压裂改造有利于提高单井产量，但超临界二氧化碳对岩石力学特性的影响规律亟 待室内实验分析。利用高温高压岩石三轴仪对致密砂岩开展超临界二氧化碳作用下岩石力学特性测试实 验，研究超临界二氧化碳、水等饱和流体作用效果及超临界二氧化碳作用下不同温度、围压和孔压对致密砂 岩弹性模量、抗压强度、泊松比和脆性指数的影响规律。实验结果表明：相比无孔隙流体和饱和水，饱和超临 界二氧化碳时砂岩抗压强度和弹性模量明显降低；和超临界二氧化碳时，温度升高时致密砂岩岩样的抗压 强度和杨氏模量增大、泊松比和脆性指数减小，围压增大时致密砂岩岩样的抗压强度和杨氏模量先减小后增 大、泊松比先稍有增大后明显减小、脆性指数先稍有减小后大幅降低，孔压增大时致密砂岩岩样的抗压强度、杨氏模量和脆性指数减小、泊松比增大。本文研究结果对于超临界二氧化碳压裂施工参数设计具有一定指 导意义。 关键词超临界二氧化碳；致密砂岩；石力学特性；响因素；裂 中图分类号：T E357. 3 文献标识码：A Experimental investigation on mechanical properties of tight sandstone under the effect of SC-CO2 HOU Bing1SONG Zhenyun2,3JIA Jianpeng4SU W e id o n g WANG Di5 (1. State K ey Laboratory o f Petroleum Resources and Prospecting in China U niversity o f P etroleum，B eijin g\Q2249，China; 2. DriUin〇Productiss Engineering Technology Institute n Chuanqing D rilling jlngineerinp Company l^imited ^C N P C, X i^ Shaanxi710016, C hina； 3. D epartm ent o f C02F racturing S tim u la tio n，K ey Laboratory o f Reservoir S tim u la tio n，PetroC hina，X i’a n，S h a a n x i 71001，C hina; 4. S u lig e R esearch C e n te r，Chan g q in g O il f i e l d C o m p a n y，，X i’a n，S h a a n x i ，C h i n a;.S IN O P E C P etro leu m E x p lo ra tio n a n d P roduction R esearch I n s titu te，B e ijin g10003，C hina) Abstract：Supercritical carbon dioxide (SC-CO2)fracturing stimulation is conducive to improving single well production,but the effects of SC-CO2on rock mechanical properties are urgently needed for indoor ex-perimental analysis.High temperature and high pressure (H T H P)rock triaxial apparatus was used to test the mechanical properties of rock samples from the tight sandstone of Sulige gas field under the effects of *国家自然科学基金面上项目“深部裂缝性储层大斜度井水力裂缝非平面扩展机理研究（编号：5157426”、中国石油科技创新基金研究 项目“深层致密储层地质-钻完井-压裂改造一体化评价方法（编号：20181>5007-0：307)”部分研究成果。 第-作者筒介：侯冰，男，博士，副研究员，主要从事石油工程岩石力学方面的教学与研究工作。地址：北京市昌平区府学路1号中国石 油大学（北京）（邮编：102249) …E-mail: houbing9802@163. c o m。
超临界二氧化碳压裂研究设备 1．前言 超临界流体是指处于临界点以上的温度和压力区域的流体，此时气液界面消失，流体既非气态也非液态，处于即使提高压力也不液化的非凝聚态。超临界流体的物理性质兼具也液体与气体的双重性质，密度接近液体，扩散都接近气体，黏度介于气体和液体之间。 2．超临界二氧化碳压裂技术的特点 超临界二氧化碳的临界温度和临界压力较低，分别为31.06℃和7.38MPa，易于制备；超临界CO2 价格低易得到，安全非易燃易爆，无毒，无腐蚀性；流体粘度低、密度高，密度接近液体；表面张力很低,扩散系数高,具有很强的渗透能力,能渗透到岩石中的天然微裂缝,压裂中有利于复杂网络裂缝的形成；使用此压裂液储层不易被污染，对储层没有伤害，可有效的避免近井地层堵塞、保护油气层、改善储层渗透性，,增产潜力大，而且超临界二氧化碳非常容易返排。 因此，超临界二氧化碳对于低渗透油页岩矿藏、低渗和超低渗油气田、页岩气藏、煤层气等矿藏的开发具有很大的优势。在常规油气田的开发生产中，比普通的压裂液也具有更多的优点。 3.应用研究 超临界二氧化碳压裂技术应用前景广阔，所以需要对于其压裂工艺、总结描述CO2状态变化流程、临界CO2增黏剂的研制、增产原理等各个方向进行研究。 在实验室研究过程中，需要专门的仪器模拟地层压裂的过程。北京华盛海天科技发展有限公司为此研制的“超临界二氧化碳压裂装置”具有以下特点： 1.用于超临界CO2生成、泵注； 2.有专门的搅拌混合装置，适用于不同的增稠剂； 3.破裂压力与裂缝延伸压力在线监测； 4.系统自动化控制，数据采集与处理分析； 5.能够实现储层温度≤150℃，上覆地层压力≤70MPa、注入压力≤45MPa、注 入排量≤45ml/min的压裂施工模拟实验研究。 主要技术参数： 1.工做压力分别为：围压0~70MPa 轴压0~70MPa
泸州市########平场工程 致 裂 系 统 实 施 方 案 设计单位:环通爆破工程有限公司 设计人：何朝明 设计时间：二0一七年九月二十日
目录 一、工程概况 二、液态二氧化碳相变致裂技术简介 三、二氧化碳致裂原理 四、二氧化碳致裂产品优势 五、实施方案 （一）地面操作间装管 （二）钻孔施工 （三）设备运输 （四）放炮 （五）回收 六、施工安全技术措施 （一）注意事项 （二）试验安全技术措施 七、设备配置表
一、工程概况 （一）概况 泸州#########平场工程位于#######街道，占地约980亩，挖方量约150万方，由四川宗科建筑工程有限公司实施。 （二）环境 拟采用爆破施工的区域距离在建标准厂房约110米，距离正在施工的人工挖孔桩区域约90米，距离最近的民房约110米。 （三）地质结构与地貌 该工程均为丘陵地形、构造剥蚀侵蚀河谷地貌和浅丘剥蚀地貌类型。致裂区域内地表为爆破后场地，地形地貌构造剥蚀斜坡为主，斜坡坡度一般15～30°，局部地段斜坡坡度达30～45°，斜坡整体按由南向北呈下缓上陡，整个致裂区域表面经处理无其他植被覆盖。 本工程沿线出露地层为第四系侏罗系中统沙溪庙组沉积岩层和第四系全新统土层。表层主要为人类工程活动堆填的人工填土层和第四系冲洪积层；下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组陆相沉积岩层，岩性为砂岩和坚石呈互层。场地及周边未发现较大褶曲及区域性断裂带等，无活动断层影响工程安全及稳定性，构造简单，岩层平缓，岩体完整，区域稳定性较好。 综合评介：该致裂区域较好，可以进行二氧化碳致裂作
业。 二、液态二氧化碳相变致裂技术简介 液态二氧化碳相变致裂技术是一种理念先进、方法安全、效果显著的致裂技术，属于物理致裂技术，具有致裂过程无火花外露、致裂威力大、无需验炮、操作简便、不属于民爆产品，其运输、储存和使用获豁免审批等优点，被广泛应用于采煤、清堵、建筑物拆除。因此，液态二氧化碳相变致裂技术有望取代炸药预裂致裂、水力扩孔、水力压裂来强化提高煤层透气性，快速消除突出危险性或冲击地压。 液态二氧化碳相变致裂属于物理致裂过程，通过化学加热液态二氧化碳，使其压力剧增至20MPa~60MPa，高压液态 二氧化碳冲破定压剪切片迅速转化为气态，体积膨胀600多倍，瞬间释放的气体膨胀能使钻孔周边煤体致裂；液态二氧化碳体积膨胀过程会吸收大量的热量，能有效降低致裂范围内的煤体温度，有利于抑制煤层自燃；液态二氧化碳相变致裂采用低压启动（9v），比传统致裂更安全，且不需要验炮，致裂后即可进人，实现连续工作。液态二氧化碳相变致裂装备结构如图1所示。 图1液态二氧化碳相变致裂装备结构如图
“超临界二氧化碳开发非常规油气藏 钻完井技术研究” (沈忠厚的超临界二氧化碳压裂技术发言整理:潘存焕) (2012年8月,西安，贡献给大家共享) “2012国际石油产业高峰论坛”于2012年3月19日在北京举行,下面是中国石油大学教授、中国工程院院士沈忠厚的发言: 各位领导、各位专家、各位来宾早上好。今天我报告的题目是“超临界二氧化碳开发非常规油气藏钻完井技术研究”。下面就四个问题跟大家汇报。 第一个问题绪论：为什么我们要研究这个问题？ 大家知道我们国家现在重新发现整装大庆、胜利、辽河这样整装大型油田的机会不会太多，这是世界上所有地质家公认的。我们现在进军深海，将来可能在南海深海部分找到整装的油田，这是将来我们的主战场之一。 其次，就是注意我们近10年来所发现的天然气资源。每一年有4亿到5亿吨储量的增长，但基本上70、80%都是低渗特低渗油气藏，这是一个很大的特点。 在近期发现的油气资源里面，天然气的资源非常丰富。特别是非常规天然气，包括页岩气，煤层气还有致密天然气等等。 大家知道我们的常规天然气资源是非常宝贵的。且目前的产量距离我们现在需要，是远远不够的。 最近几年来我们地质家在非常规天然气上，做了大量的工作。我们现在已经查明的致密气、页岩气、煤层气的储量远比我们常规的天然气储量要大得多。至少从目前资源量来看，不完全的统计，至少要大3到4倍到5倍。而且，还会继续增长。估计在今后50年，甚至100年我们在天然气上会主要依靠非常规的天然气资源。
现实告诉我们，我们今后的主战场第一个是低渗透气藏，第二个是非常规天然气资源。所以，这是我们今后的两大主战场。 第二个问题：开发低渗油藏，再开发非常规油气藏，遇到的主要问题什么？ 主要是三个问题：第一个问题，所有的低渗油藏都非常坚硬，难钻。还有一部分不是很难钻，比如页岩层，但它的渗透率很低是最大的困难。钻井工程花费了我们大量的时间，整个开发的估计成本有70、80%花在钻井上。这样下来我们的效益非常低。 第二个最大的问题，这种低渗气藏，或者非常规天然气藏，空置率一般在50%左右，因为它的渗透率极低。这么低的渗透率，在钻井的过程里面极容易受到伤害，要把他恢复过来，不像我们常规中的高渗透气藏，这完全不一样。我们钻井的人员，和我们搞开发的人员要注意，我们原来在开发常规气藏的技术，在进入20世纪以后，从现在开始，后面要开发这样一些资源，不管钻井也好，产油也好，流程也好，都要发生极大的变化。很多技术都有不同程度的不适应，有的时候完全不适应，有的时候部分不适应。因此，在这么一个情况下，我们就要寻找新的技术。 第三个问题，就是丰度低，单井产量低，采收率低，开采周期长。每口井的产量并不高，且采收率低。美国现在开发非常规的天然气这个部分，采收率究竟多高？我们好象没有看到比较确切的数据，总的来讲比我们现在常规的油气藏采收率要低。 因此，在这样的情况下怎么办？这就提出了一个新的问题，我们不能用常规的办法来钻井，开采，必须寻找新的开采或者开发技术，包括从钻井开始。 第三个问题：用超临界二氧化碳来开发非常规油气资源是近期可以走通，可以转变成生产力的一种新技术。
超临界二氧化碳的发展现状与前景展望 摘要:超临界二氧化碳具有气体的低粘度、高扩散系数和液体的高密度,且化学惰性,无毒无腐蚀,临界状态容易实现,是一种性能优良的环境友好溶剂。本文在超临界二氧化碳的萃取、超临界流体沉淀技术、化学反应介质、取代传统工艺助剂和溶剂等方面就目前的现状做了简介,指出了目前超临界二氧化碳的研究进展以及今后的研究方向。关键词:超临界二氧化碳;绿色溶剂;萃取；沉淀；化学反应 超临界流体( Supercritical Fluid , 简称SCF) ,是指处于临界温度和临界压力之上的流体。这种流体具有气体的低粘度、高扩散系数和液体的高密度特性,对许多物质具有很强的溶解能力,而且其溶解能力对温度和压力的变化极为敏感,易于调节。随着科技发展和人们对环境问题认识的不断提高,目前化学工业、涂料、油漆、泡沫塑料、机械、微电子等行业使用的挥发性有机溶剂所带来的温室效应、臭氧层空洞、水源污染等环境问题越来越引起了人们的重视,因而对一些性能优良且环境友好的超临界流体的应用研究受到了许多国家的政府、尤其是科学工作者的广泛关注。超临界流体技术自上世纪70年代开始崭露头角以来，以其环保、高效等显著特性迅速超越了传统技术。 近二十多年来，随着人们对可持续发展战略认识的不断加强，在国民经济各领域，特别是工业领域，绿色化学、清洁生产技术受到越来越多的重视。超临界技术在国内外迅猛发展，在食品、化工、香料、环保、纳米材料、生物医药等诸多领域均有广阔的应用前景，也取得了众多的重要成果。常见的超临界流体中,由于二氧化碳化学性质稳定,无毒性和无腐蚀性,不易燃和不爆炸,临界状态容易实现,而且其临界温度(31.1 ℃) 接近常温,对食品及医药中香气成分、生理活性物质、酶及蛋白质等热敏性物质无破坏作用,因而,有关超临界二氧化碳的应用研究尤为广泛。 化学过程工业中许多反应、抽提、分离和其他操作均涉及使用有机溶剂，但其会造成许多环境问题，常规有机溶剂为挥发性有机化合物。此外，有机溶剂有可能破坏臭氧层而受到限制。超临界二氧化碳是传统有机溶剂有吸引力的替代方案。二氧化碳不是挥发性有机化合物。虽然二氧化碳是温室气体，如果它从环境中抽取，应用于过程中，然后再返回到环境中，则不会造成温室气体效应。超临界二氧化碳具有不断增多的商业化应用潜力。与许多有机溶剂不同，超临界二氧化碳不可燃。它为惰性、无毒，具有适中的临界常数。二氧化碳：临界温度为31．1℃，接近常温，用于对温度敏感的材料有吸引力。二氧化碳的临界压力为7．38 MPa。由于其分子非极性，故液态的二氧化碳对极性物质的溶解能力极低，而对低极性和非极性物质却具有较高的溶解能力，二氧化碳对非极性或疏水性纤维具有较高的溶解能力。如果把二氧化碳置于封闭体系中升温和加压后，当温度和压力超过二氧化碳的临界温度(31．1℃)和临界压力(7．39 MPa)即超过临界点后，则二氧化碳就转变为超临界流体状态。由于它不同于气体、液体和固体，故将这种液体状态称为超临界流体。处于超临界流体的二氧化碳：和气体一样，可以均匀地分布在整个容器中，通过控制压力，可以达到和液体一样大小的密度(0．3 g／cm 以上)，它对物体具有很强的渗透作用，对物质的溶解能力比气体大得多，甚至比液体还要强，超临界二氧化碳流体的密度是气体的数百倍，接近于液体，但其粘度又和气体相等，它的扩散系数是气体的l％左右，但又比液体大数百倍，这就是溶解分散在超临界二氧化碳流体中的物质易扩散、渗透能力强的原因所在。 1超临界流体特性 超临界流体(Supercritical Fluid，简称SCF)是指临界温度和临界压力以上的高密度流体，超临界流体兼具气体和液体的双重特性，密度接近于液体，粘度和扩散系