③ 各类孔隙介质（重点是特低渗透油藏）中CO2/地层油体系相态特征； ④ 含其他组分（烃类、H2S、N2等）时CO2/地层油体系相态特征； ⑤ 改善CO2/地层油体系混相条件的新方法及适应性。 （4）注CO2提高油气采收率的渗流力学基础问题
我国发现大量低渗透/特低渗透油藏，非均质性严重，驱油过程中渗流规律比较复杂，容易发生气体单向突破。需要研究CO2混相/非混相驱油在多孔介质中的渗流规律及主控因素，发展完善CO2驱油流度控制与扩大波及体积理论和方法。其主要问题包括：
① CO2混相/非混相驱油在多孔介质中的渗流规律及主控因素； ② CO2驱油与埋存过程对地层岩石矿物及物性的影响； ③ CO2驱油流度控制设计原理与扩大波及体积理论和方法； ④ 地层条件下微观及宏观物理模拟； ⑤ 多相多组分非线性渗流数值模拟。
（二）主要研究内容
根据上述科学问题，项目分解6个任务，设置6个课题组织研究。 针对科学问题1-“燃煤CO2的低成本富集与分离基础问题”，设置课题1-“低成本富集CO2的新型燃烧原理和分离技术”；
针对科学问题2-“油藏及相关地质体CO2埋存安全性评价及监控”，设置课题2-“油气藏及相关地质体CO2埋存机理及潜力评价”和课题3-“油藏及相关地质体CO2埋存安全性评价及监控”；
针对科学问题3-“CO2/地层原油体系在多孔介质中的相态特征及其表征问题”和科学问题4-“注CO2提高油气采收率的渗流力学基础问题”，设置课题4-“多孔介质中CO2地层油体系相态理论与数值模拟”和课题5-“CO2驱油中的渗流力学理论”；
针对项目的现场应用实践环节，设置课题6-“O2埋存和提高采收率工程技术与方法”。
各课题的主要研究内容如下：
课题1：低成本富集CO2的新型燃烧原理和分离技术
开发具有捕集CO2的化石能源新型利用技术是实现大规模减排CO2的根本途径，在各种减排技术中，氧燃烧技术已经成为化石能源近“零排放”技术的一个很具竞争力的重要发展方向，具有明显的优势和较强的应用前景。本课题紧密围绕煤炭氧燃烧方式的工业应用，针对其存在的固有的技术难点开展研究工作。针对煤粉的着火与稳定燃烧问题，发展一种全新的Mild-Oxyfuel燃烧理念和方式；为解决燃烧设备的工业放大问题，研究热力计算原理与工程放大规律；同时对新型燃烧方式下煤中非主量元素的迁徙变化行为研究；以及为降低制氧成本所提出的基于中间载体的链式制氧技术研究。从而为工程示范和商业化运行奠定基础。研究工作将围绕以下四个方面展开：
（1）MILD-Oxyfuel燃烧机理
针对煤粉在MILD-Oxyfuel燃烧方式，研究煤粉低氧自燃温度及MILD燃烧机理；研究煤粉弥散以及多相湍流反应流的混合与竞争机理，实现弥散颗粒多相容积燃烧过程；煤MILD-Oxyfuel燃烧方式下气固相互作用机制、混合过程及传热特性研究。
（2）新型燃烧方式下非主量组分的迁徙、转换和变化行为
煤中矿物质的非均匀分布特性及其矿相聚合、演化行为；高浓度CO2下外在矿物质破碎特性及演变动力学；煤中碱土元素在氧燃烧过程中的迁移行为及沾污特性；颗粒物以及易挥发重金属排放与富集规律。
（3）新型燃烧方式的热力计算原理和工程放大规律
在开展对辐射特性、火焰传播速率、燃烧器优化、受热面的布置原则等基础上，发展和完善新型燃烧方式下的热力计算原理和方法；建立适用于燃烧设备放大的相似准则，掌握燃烧设备的放大规律，为大型工业示范电站的设计、运行提供标准和依据。
（4）基于中间载体富集O2的新方法
研究不同组成及结构的氧吸附剂的合成及性能；探讨中间氧载体的批量制备技术；建立双鼓泡床热态实验台上研究基于氧气解耦的固体燃料O2/CO2燃烧系统连续运行特性；多尺度模型的建立与验证；为后续该技术的工业化应用奠定
基础。
课题2：油气藏及相关地质体CO2埋存机理及潜力评价
围绕 CO2 长期埋存的问题，以油气藏、煤层气藏、咸水层等地质体为主要对象，研究地质体中影响 CO2 埋存的机理及关键影响因素，建立科学规范的埋存潜力评价方法，并通过开展地质体CO2埋存潜力的评价，为新建大型工业CO2排放源的布局提供决策依据。
（1）油气藏、煤层气藏、咸水层 CO2 埋存机理及地质影响因素研究 从CO2在油气藏、煤层气藏及咸水层中的不同滞留方式出发，研究CO2在地质体中的埋存机理，分析地质环境、地质体分布、流体性质、注入方式等因素对埋存效果的影响，确定埋存目标地质体的筛选及评价埋存能力的指标体系。
（2）油气藏、煤层气藏、咸水层等地质体CO2埋存潜力评价方法研究 以CO2在地质体中的埋存机理为基础，考虑埋存的有效性和长期安全性，完善油气藏中CO2埋存潜力的计算方法，建立煤层气藏、咸水层中CO2埋存潜力的计算方法。
（3）油气藏、煤层气藏、咸水层等大型地质体CO2埋存潜力评价
开展国内适宜CO2埋存的大型油气藏、煤层气藏、咸水层的筛选，进行大型地质体中CO2埋存适宜性评价及潜力计算，确定我国大型地质体中CO2的埋存潜力。
（4）我国CO2埋存地质体分布图册编制及埋存发展战略研究
根据油气藏、煤层气藏、咸水层中CO2埋存潜力的评价结果，编制我国CO2埋存地质体分布图册，根据地质体特征、埋存规模、技术成熟水平等因素，对CO2埋存潜力进行分类划分，制定CO2埋存的中远期发展目标。
课题3：油藏及相关地质体CO2埋存安全性评价及监控
选择我国有代表性的大型含油气盆地为重点，以CO2的长期、安全埋存为目标，研究目标储层和盖层性质和特征及其力学稳定性，建立CO2埋存的监测方法与技术。根据研究需要，将课题分解为七个子任务：
（1）沉积盆地充填演化与地质埋存体时空分布特征
运用沉积学及盆地分析的相关理论与方法，从盆地性质、构造发育、地层发育、沉积相特征等方面分析CO2目标埋存盆地的充填演化特征；刻画目标埋存体储层和盖层的地质特征、物性特征及其圈闭类型，并给出咸水层矿化度、水的化学组分及类型；分析CO2目标埋存体储层、盖层及断裂的空间配置特征及其地质历史演化期次。
（2）CO2埋存的油藏及相关地质埋存体的精细地质描述
进行埋存体地层的精细对比研究，细化认识构造圈闭；分级界面控制，建立等时层序地层格架；分析沉积微相展布，预测其横向变化；评价储层和盖层，并研究储层非均质性和盖层的物性特征；在前面研究的基础上建立CO2目标埋存体的精细地质模型。
（3）CO2与水岩相互作用机理研究
在不同温度压力条件下，利用试验区块的岩石样品与CO2－水之间的相互作用，分析测定反应后矿物的特征，对CO2在地质埋存体中与周围介质作用的过程以及圈闭机理进行解释，探讨在陆相沉积盆地CO2地质封存的特征。
4、CO2埋存的目标储盖层工程地质力学特征与安全稳定性评价
识别影响目标埋存体储层、盖层安全稳定性的工程地质力学因素，分析储层、盖层工程地质力学特征，采用工程地质力学分析、岩体断裂力学分析、物理力学模拟实验和流-固耦合数值模拟等相结合的方法，研究CO2目标埋存体储层、盖层对CO2流体注入过程的工程地质力学响应机制；研究目标储层、盖层岩石的潜在失效模式与断裂力学判据或破坏准则，建立典型失效模式的工程地质力学模型；开展CO2目标封存场地安全稳定性评价方法的综合研究，建立进行CO2封存的目标储层、盖层安全稳定性评价的工程地质力学方法，并将此研究成果初步应用于CO2埋存场地稳定性评价与风险评估中。
5、CO2在油藏储集层和深部咸水层长期埋存的监测方法与技术研究 根据在不同介质中碳稳定同位素（δ水、气体以及岩石样品的δ
13
13
C值）的特征，系统测定试验区块的
C背景值，对注入试验不同时期的碳同位素比值变
化进行研究，以确定CO2在油藏储集层与深部咸水层的运移特性以及可能发生
的泄漏，监测CO2在油藏储集层与深部咸水层长期埋存的安全性。
6、CO2在地质埋存体中运移的数值模拟
在组分模型和考虑流固耦合的基础上建立更加完善的流动模型，基于一般组分模型的框架进行CO2-EOR程序系统设计，对新的流动模型进行离散和求解并开发相应的数值模拟程序。发展CO2前缘地球物理方法，对CO2在埋存地质体中的流动运移动态以及驱油效果进行预测与数值模拟。
7、CO2在多孔介质的多相流动与孔隙压传播特征
引入物质界面动力机制，改进CO2咸水层多相流动数值模式，发展非正交同位网格三维高阶精度时空守恒元/解元数值方法与三维杂交粒子水平集方法；开展物理实验，验证所发展的数值算法的可靠性，并开展CO2注入埋存体所激发的孔隙压在埋存体中的传播与积累特征研究；开展在试验区CO2地质封存多相流动数值模拟研究，模拟短周期内（100年时间尺度内）不同温度、压力与矿化度条件下CO2在咸水层中的迁移、富集状态，研究孔隙压扰动的传播与压力积累时空演变过程。
课题4：多孔介质中CO2地层油体系相态理论与数值模拟
针对陆相沉积储层原油中重质成分较多，地层温度梯度较大，油层埋藏深度较深的特点，以及主要应用对象包含高中低渗透储层的实际，探索和建立孔隙介质中CO2/地层油体系相态关键参数测试方法；测试和归纳各类孔隙介质（重点是特低渗透储层介质）中CO2/地层油体系相态特征；实验并总结含其他组分（烃类、H2S、N2等）时CO2/地层油体系相态特征；研究改善CO2/地层油体系混相条件的新方法及适应性；研究多相多组分非线性数值模拟理论；总结和形成中国油藏特点的CO2-地层油体系相态理论及考虑复杂渗流特点的数值模拟方法。
（1）探索和建立孔隙介质中CO2/地层油体系相态关键参数测试方法 利用恒速压汞（孔隙分析仪）分析了解类孔隙介质的孔隙结构特征、尺度范围，分析孔隙空间影响流体间传质的主控因素；利用CT、核磁共振以及微观模型等可视手段，建立孔隙介质中CO2/地层油体系相态关键参数测试方法；
（2）各类孔隙介质中CO2/地层油体系相态特征研究；
以PVT测试系统为基础，结合孔隙介质中CO2/地层油体系相态新方法，系