CO₂-EOR 混相压力与油藏适配性研究 调研报告

报告编号：OGG-A-008（A级专题 · CO₂ 驱油与封存方向） 出品方：北京经纬智汇信息咨询有限公司 报告日期：2026年6月29日 保密级别：内部参考（限内部立项、选型、投资决策使用） 版本：V1.0 研究方法：多源信息融合调研（文献检索 + 行业数据库 + 企业公开资料 + 学术论文 + 政策文件） 字数范围：约 13,000 字 结论导向：强决策导向（结论后置式呈现）

执行摘要

本节为决策层快速阅读区，3 分钟掌握全部核心判断。

最小混相压力（Minimum Miscibility Pressure，MMP）是决定 CO₂ 驱油成败的"第一技术参数"——它是在油藏温度下 CO₂ 与原油实现完全混相所需的最低压力。当油藏压力高于 MMP 时实现混相驱、采收率可提高 8～25 个百分点；低于 MMP 则退化为非混相驱、增油效果显著下降。因此，"MMP 能否被油藏压力覆盖"直接定义了一个油藏是否适配 CO₂-EOR，这正是本报告的核心命题。

核心结论（5 条）：

• MMP 确定方法已形成"实验—关联式—状态方程—机器学习"四层体系。 细管实验（slim-tube）仍是行业金标准但耗时数周、成本高；经验关联式快速但精度受限；状态方程（EOS）结果偏保守；近三年机器学习模型（随机森林、物理引导神经网络等）将预测精度推至 R²≈0.97、误差 <5%，正在重塑油藏快速筛选流程。

• 油藏适配性由"压力—温度—原油—储层"四要素共同决定。 关键门槛为：油藏埋深通常需 >550 m（约 1800 ft）、原油 API 一般 >27～30°、油藏原始压力须高于 MMP。中国陆相低渗油藏因原油偏重、储层非均质性强、地层压力不足，混相难度显著高于北美海相碳酸盐岩油藏。

• 全球市场由北美主导，CCUS-EOR 一体化成为主增长极。 全球 CO₂-EOR 市场规模约 5～7 亿美元量级（口径不一，CAGR 约 4.3%～7.3%），北美占比超 40%；美国二叠盆地拥有 100+ 商业项目和成熟的天然 CO₂ 源与管网。占主导地位的玩家包括 Occidental（Oxy，全球最大 CO₂ 注入者）、ExxonMobil（收购 Denbury 获取管网）、Chevron、Kinder Morgan。

• 政策杠杆正在根本性改写经济性。 美国 45Q 税收抵免在 2025 年《One Big Beautiful Bill Act》后将 EOR 用途从 60 美元/吨提升至 85 美元/吨、与永久封存"平价"，使常规 EOR 项目盈亏平衡油价从约 28 美元/桶降至约 16 美元/桶（降幅超 40%）。中国以"双碳"战略和绿色低碳示范项目清单为牵引，CO₂ 驱油潜力超 100 亿吨、可增产原油 15～20 亿吨。

• 中国已建成全链条标杆示范，但与国际仍存结构性差距。 齐鲁石化—胜利油田百万吨级 CCUS 项目（2022 年投产）实现"高压混相驱"核心技术突破，示范区地层压力恢复至 32 MPa、整体进入高压混相，预计采收率提升约 11.6～12 个百分点。但中国缺乏天然 CO₂ 源、管网尚不成熟、油藏混相条件先天受限，技术经济性仍待优化。

关键风险提示： 气窜（CO₂ 过早突破）导致波及效率下降、CO₂ 对管道与井筒的腐蚀、注入成本高企（运输环节占比可达 30%+）、低渗油藏混相难、长期封存安全性监测压力。

行动建议（一句话版）： - 决策层：将 CO₂-EOR 定位为"增油 + 减碳 + 封存"三重价值的战略性资产，优先布局"高浓度工业碳源 + 适配油藏 + 短距管输"的全流程一体化项目，紧盯碳价与税收/补贴政策窗口。 - 技术层：建立"机器学习快速筛选 + 细管实验精准标定"的双轨 MMP 评价流程，对低渗非均质油藏配套 WAG/泡沫等气窜控制工艺，并前瞻性评估残余油带（ROZ）开发潜力。

01 · 调研背景与目标

1.1 调研缘起：碳中和时代的"增油—固碳"双赢命题

在全球碳中和与国家能源安全的双重约束下，CO₂ 驱油提高采收率（CO₂-EOR）已从一项单纯的油藏工程增产技术，演变为碳捕集、利用与封存（CCUS）产业链中最成熟、最具经济可行性的"利用"环节。其核心逻辑在于：将工业排放或天然产出的 CO₂ 注入油藏，既能驱替出常规手段无法采出的剩余油、显著提高采收率，又能将相当比例的 CO₂ 永久封存于地下，实现"吃碳吐油、变废为宝"。

然而，CO₂-EOR 并非对所有油藏都有效。其增油效率高度依赖于 CO₂ 与原油能否实现混相（miscibility）——当二者完全混溶为单一相、界面张力消失时，CO₂ 才能像"溶剂"一样高效驱替原油。能否实现混相，取决于一个关键的临界参数：最小混相压力（MMP）。只有当油藏的实际工作压力高于 MMP，才能进入高效的混相驱状态。这使得 MMP 成为 CO₂-EOR 项目立项、油藏筛选、注入方案设计的"第一道技术关卡"，也是连接"实验室认知"与"矿场决策"的核心桥梁。

1.2 核心调研问题

本报告聚焦回答以下四个层层递进的核心问题：

• 机理层：CO₂ 与原油的混相机制是什么？MMP 在物理上意味着什么？哪些因素决定了 MMP 的高低？
• 方法层：如何准确、快速、经济地确定一个油藏的 MMP？各种实验法与计算法的精度、成本、适用边界如何？
• 适配层：如何系统评价一个油藏是否适配 CO₂-EOR？混相与非混相驱的边界条件是什么？中国油藏与北美油藏的适配性差异何在？
• 决策层：当前全球与中国的市场格局、政策环境、典型案例给出了哪些可借鉴的决策路径与风险警示？

1.3 调研范围界定

1.4 调研方法说明

本报告采用多源信息融合的调研方法，信息来源涵盖：国内外学术论文与综述（石油科学、燃料、温室气体控制等领域期刊）、专业市场研究机构报告、能源主管部门与行业协会公开数据、龙头企业公开披露的项目信息与技术资料、政策法规原文。所有定量数据均经过交叉验证，对存在口径差异的市场数据予以并列呈现，确保结论的客观性与可追溯性。

02 · 技术现状全景

2.1 CO₂ 驱油的核心原理（白话版）

把油藏想象成一块吸饱了油的"海绵岩石"。常规水驱（注水驱油）就像用水去冲洗海绵，但水和油互不相溶、界面张力大，总有大量油被"卡"在岩石孔隙的角落里采不出来。CO₂ 驱油的高明之处在于：

• 混相时：CO₂ 在高压下能与原油"打成一片"、完全混溶，界面消失，就像用酒精溶解油渍一样，把孔隙深处的"死油"也一并带出；同时 CO₂ 溶入原油后使原油体积膨胀、黏度降低、流动性大增。
• 超临界特性：在油藏温压条件下，CO₂ 常处于超临界态——既有气体般的扩散渗透能力（能钻进低渗岩石的微小孔隙），又有液体般的溶解能力，这是它优于其他气体的根本原因。

CO₂ 驱按是否达到混相，分为两类，效果差异巨大：

2.2 最小混相压力（MMP）：核心概念解析

最小混相压力（MMP）的严格定义是：在给定油藏温度下，注入的 CO₂ 能与原油通过多次接触发展为完全混相的最低压力。 它是 CO₂-EOR 设计中最关键的单一设计参数。在工程实践中的判据十分直观：将油藏的原始/工作压力与 MMP 相比较——压力高于 MMP，则可实施混相驱，效率最高；低于 MMP，则只能进行非混相驱，需要权衡经济性。

在细管实验中，MMP 表现为一个明显的"拐点"：随着注入压力升高，驱油采收率逐步增加；当压力达到 MMP 时，采收率曲线趋于平缓（一般以采收率达到约 90%～95% 所对应的压力作为 MMP）。

*图1 CO₂ 混相驱微观机理与过渡带示意图*

2.3 混相机制：从一次接触到多次接触

CO₂ 与原油的混相并非"一蹴而就"，而是通过分子层面的反复传质实现。混相机制可分为：

• 一次接触混相（FCM, First-Contact Miscibility）：注入气与原油按任意比例混合即为单相。CO₂ 通常不能与原油一次接触混相，需要更高压力或更富的注入气。
• 多次接触混相（MCM, Multi-Contact Miscibility / 动态混相）：这是 CO₂-EOR 的主流机制，绝大多数商业化 CO₂ 混相驱项目属于此类。它又通过两种传质过程协同实现：
• 汽化气驱（Vaporizing Gas Drive）：CO₂ 从原油中抽提（汽化）中间烃组分（C2～C6），使注入气前缘不断"富化"，逐步逼近混相。
• 凝析气驱（Condensing Gas Drive）：CO₂ 中的组分凝析溶入原油，使原油不断"富化"。
• 对 CO₂-原油体系，实际是凝析—汽化联合机制共同作用，在驱替前缘形成成分连续变化的混相过渡带。

理解这一机制的工程意义在于：原油中间组分（C2～C6）越丰富，越容易实现多次接触混相、MMP 越低；反之，原油偏重、轻烃缺乏，则混相困难、MMP 升高。 这直接解释了中国部分低渗油藏"轻烃含量低、混相难"的技术瓶颈。

2.4 技术成熟度评估

从技术成熟度（TRL）看，CO₂-EOR 整体已是高度成熟的商业化技术（TRL 9），自 1972 年起已有逾半个世纪的矿场应用历史。但其内部不同环节成熟度参差：

2.5 国内外整体发展现状

国际方面，CO₂-EOR 以美国为绝对中心。美国二叠盆地（Permian Basin）凭借 Bravo Dome、McElmo Dome 等天然 CO₂ 气藏提供的低成本碳源，以及超过 3500 英里的高压 CO₂ 输送管网，建成了全球最密集的 CO₂-EOR 集群（100+ 商业项目）。加拿大的 Weyburn 项目则树立了 EOR 与 CCS 长期监测一体化的国际范例。

国内方面，中国 CO₂-EOR 研究起步较晚但近年发展迅猛。中国石化、中国石油、中国海油、延长石油等已在胜利、吉林、大庆、长庆、中原、延长等油田相继开展项目实践。截至目前，我国已投运和规划中的 CCUS 示范项目超过 120 个，二氧化碳捕集能力约 940 万吨/年、注入能力约 590 万吨/年；单体规模逐步扩大，捕集封存能力 100 万吨/年以上的项目占比约 40%。中国油气驱替被认为是当前最成熟的 CO₂ 利用路径，驱油潜力超 100 亿吨。