二氧化碳为什么能驱油？

    二氧化碳注入油层后，会快速扩散并溶解于原油中，一方面使原油体积显著膨胀，增加油层内部弹性能量，为原油提供额外驱替动力，推动原油向生产井运移；另一方面可大幅降低原油黏度，改善原油流动性，减弱原油与油藏岩石间的吸附力和黏附力，让原本难以流动的重质组分顺利流动，有效提升驱替波及效率。

    在高压条件下，二氧化碳可与原油发生混相作用，形成单一均相体系，彻底消除油相与气相间的界面张力，最大限度减小驱替阻力，实现对残余油的高效驱扫。二氧化碳还能置换原油中的轻质组分，优化原油组分构成，进一步降低原油密度和黏度，助力残余油高效采出。

    二氧化碳还能改善油藏渗流环境。其溶解于地层水后形成弱碳酸，可轻微溶蚀油藏岩石中的碳酸盐矿物，扩大孔隙半径、提高地层渗透率，从而扩大驱替波及范围。同时，二氧化碳密度低于原油和地层水，具有明显重力分离特性，可在油层上部形成稳定气顶，持续对下部原油产生驱替作用，减少油层顶部剩余油滞留。

    二氧化碳为什么能用于压裂？

    二氧化碳通过压前预置、压中伴注、压后吞吐等方式参与压裂，可多方面增强储层改造效果。

    一是作用于储层岩石。二氧化碳溶于水生成酸性溶液，可与岩石矿物发生化学反应，削弱岩石抗压强度。低温二氧化碳注入高温地层产生的热应力，也能进一步降低岩石抗压强度。现场试验显示，预置二氧化碳后进行水力压裂，可使破裂压力降低9兆帕以上。

    二是作用于地层流体。超临界二氧化碳的扩散系数是液体的100倍，极易溶于原油，与原油混相后可使原油黏度下降80%，大幅提升原油流动性。通过二氧化碳对地层进行预处理，能提高不同尺寸孔隙中原油的动用程度，使采收率提升30个百分点以上。

    三是改变储层力学性质。二氧化碳注入后可实现致密储层塑-脆性转换，提高岩石孔隙压力、降低水平主应力差，增加压裂微裂缝数量，促进地层层理剪切滑移，提升裂缝复杂程度和压裂改造体积。现场监测表明，当二氧化碳加量为5~6吨/米时，改造体积可提升至原来的1.7倍。

    四是提高地层能量与返排效率。液态二氧化碳注入可补充地层能量，伴出气可降低井筒液柱密度，加速压后返排，减少压裂液滞留造成的储层伤害，延长油井自喷期与稳产期。

    我国CCUS潜力有多大？

    1.捕碳潜力

    电力、钢铁、水泥、化工、油气五大行业是我国主要碳排放源。从理论潜力看，我国年二氧化碳可捕集规模超100亿吨，其中，煤电领域约40亿吨、钢铁行业约15亿吨、水泥行业约18亿吨、化工行业约12亿吨、油气行业约5亿吨。

    从经济可捕集规模看，近期（至2030年）年经济可捕集规模在5亿~8亿吨，中期（至2040年）提升为15亿~20亿吨，远期（至2060年）将在30亿~40亿吨。

    煤化工、炼化、天然气净化等领域属于高浓度低能耗捕集，捕集成本优势突出。煤电、水泥、钢铁等领域以低浓度烟气捕集为主，随着技术不断迭代升级，捕集成本正快速下降。

    2.封碳潜力

    地质利用与封存是二氧化碳长期减排的核心支撑。据测算，我国二氧化碳地质封存理论容量为1.21万亿～4.13万亿吨，涵盖咸水层、油气藏等多种地质构造，分布广、容量充足。

    具体看，已探明油田可封存二氧化碳约200亿吨，其中适宜开展CCUS的油藏可封存约50亿吨，主要集中在松辽、渤海湾、鄂尔多斯和准噶尔等盆地；已探明气藏最终可封存二氧化碳约150亿吨，主要分布于鄂尔多斯、四川、塔里木和渤海湾等盆地；咸水层封存潜力最为可观，容量在0.16万亿～2.42万亿吨，其中塔里木、鄂尔多斯、准噶尔、松辽、渤海湾、珠江口等大型沉积盆地条件优越。

    3.碳利用潜力

    我国二氧化碳利用路径日益多元，正形成“以用促减、创造收益”的良性循环。

    油气驱替是目前最成熟的利用路径，二氧化碳驱油潜力超100亿吨，可增产原油15亿~20亿吨，驱气潜力达千万吨级。

    工业利用领域增长迅速，化工原料、食品饮料、矿化固碳等领域年二氧化碳需求量合计超800万吨。

    生物利用前景广阔，通过微藻养殖等生物技术固定二氧化碳并生产高价值产品，有望在2030年形成千亿吨级产业规模，有效破解我国粮食蛋白进口依赖，实现生态与经济双重效益。