致密油是指夾在或緊鄰優質生油層系的致密碎屑巖或者碳酸鹽巖儲層中,沒有經過長距離運移而形成的石油聚集,在中國陸相沉積盆地分布廣泛,已在鄂爾多斯、松遼、準噶爾等盆地獲得一些重要發現。它的自然能量一般很小,原油性質比較好,主要以輕質原油為主,地下流動狀況比較好。致密油的賦存狀態主要表現在三個方面：一是原油以薄膜狀涂抹在顆粒的表面；二是原油以短柱狀集合體發育于顆粒間微孔內,相互粘連；三是原油黏結于裂縫兩壁。致密油藏,由于其儲層巖性致密、滲流阻力大、壓力傳導能力差,導致油藏有效驅替系統難以建立。 超臨界CO2具有強滲透性和對有機物的高溶解能力,它可滲透到致密基質中溶解原油,在不能建立有效驅替情況下,利用其對原油的抽提(萃取)作用開采原油。首先,超臨界流體溶解原油分子依靠分子的擴散作用進入到儲層的基質中,和基質里面的原油發生傳質作用,使原油溶解于超臨界流體中；溶解后的原油,通過超臨界流體很強的滲透力,使其通過孔道擴散出來,在這個過程中,實現了超臨界流體與原油兩者之間的交換。超臨界CO2兼有氣液兩相的雙重特點,既具有與氣體相當的高擴散系數和低粘度,又具有與液體相近的密度和對物質良好的溶解能力,表現出極好的溶解性、傳遞性和流動性。把在其他領域應用成熟的超臨界流體萃取技術運用到致密介質中原油的萃取,為建立此類原油的開采技術的可行性提供指導。 論文分析了常規流體萃取固體物料的機理,在溶劑化締合觀點的基礎之上,提出了超臨界流體締合萃取機理,建立了超臨界締合萃取固態物料的數學模型。通過對建立的萃取數學模型進行分析求解,得到了宏觀萃取速率的數學方程；并對所建立的數學模型進行了實驗驗證。發現在30min-120min時間范圍內,宏觀萃取速率逐漸減小；在120min-180min的時間段內,宏觀萃取速率基本保持不變。 在了解致密油儲層物性的基礎之上,通過實驗對超臨界CO2萃取飽和油巖心的規律進行了深入研究,并分析了各個參數對萃取率的影響規律。研究表明：萃取飽和油巖心時,萃取率隨著壓力的增加而增大,并且在臨界點附近增大得最快；溫度對萃取率的影響比較復雜,會出現萃取率減小的情況；萃取率會隨著浸泡時間和循環時間的延長而增大,120min達到最好,最后基本都不再增加。實驗條件下得到的最優參數方案為：壓力20MPa、溫度50℃、浸泡時間120min、循環時間150min,此時萃取率將會達到最大。和普通溶劑的洗油率相比,超臨界C02萃取的效率具有很大優勢。