孙莹，孙仁远，刘晓强，李淑霞

（中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛 266580）

随着全球能源需求的不断攀升，作为重要非常规资源的页岩气藏的勘探与开发成为研究热点。中国各地质时期页岩分布广泛，页岩气资源十分丰富[1]，总资源量可达100×1012m3，相当于常规天然气资源量的2 倍，与美国的页岩气资源量大体相当[2]。在能源日益紧张的情况下，开展对页岩气等非常规资源的研究，对改善中国能源结构，减少对常规能源的依赖具有重要的意义。

页岩储集层具有低孔隙度和极低渗透率的特点，通常孔隙度小于10%，渗透率为1×10-8～1×10-4mD[3]，且具有非常强的非均质性，而页岩气藏的开采仍停留在降压解吸开采阶段[4]，累计产气量低，开采周期长，经济效益并不理想[5]。

CO2是温室效应气体最主要的成分，降低温室效应除了在源头上减少CO2的排放，还可以对CO2进行有效地地质捕集和埋存[6]。CH4和CO2混合物在钠蒙脱石中CO2会优先吸附，并且能够分离吸附的CH4和CO2在石英、方解石、蒙脱石的纳米孔隙中都存在竞争吸附，并且CO2会优先吸附于孔隙表面[8-10]；CO2在页岩地层中的吸附能力约为CH4的4～12 倍，取决于总有机碳含量和伊利石含量[11]。以上竞争吸附研究表明，CO2在页岩储集层的吸附能力要强于CH4。因此，可以利用页岩的竞争吸附特性来置换CH4，达到提高页岩气藏采收率的目的。

近年来，为了提高页岩气藏采收率，提高页岩气藏开发效益，许多学者对注CO2开采页岩气藏进行了一系列的研究。从数值模拟的角度，研究了注CO2开采页岩气藏的可行性以及经济效益[12]；……