含油气盆地深层-超深层油气资源丰富，勘探程度低，是油气勘探的重要接替领域。深层-超深层的典型特点是高温-高压，我国在东部热盆埋深超过4km、西部冷盆埋深超过6km的超深层油气储层中钻遇地层最高温度已达到200℃，地层流体压力普遍超过40MPa、超压发育时最高可超过130MPa，在深层-超深层高温-高压条件下，油气藏中复杂的地质流体性质突变，表现出更强的活跃性、复杂性和未知性，但目前对高温-高压条件下不同烃-水-CO₂复杂地质流体体系赋存状态的认识仍有待深入。

针对该问题，中国石油大学（华东）操应长教授和远光辉教授团队以25~425℃、5~105MPa条件下的CH₄/C₃H₈/C₆H₁₄/C₈H₁₈-水和C₆H₁₄/C₈H₁₈-CO₂-水体系为例，利用原位可视化微米石英管模拟系统和分子动力学数值模拟软件，开展了低温低压到高温高压全过程条件下有机-无机流体混溶过程微观可视化热模式研究，系统探讨了各体系流体在温度压力增加过程中的混溶过程、规律和微观混溶机理。研究成果以“高温高压下烷烃-CO₂-水混存过程与模式——基于显微可视化热模拟和分子动力学模拟”为题发表于《中国科学：地球科学》2023年第7期。

研究结果表明，在低温低压→高温高压实验过程中，不同烷烃-水和烷烃-CO₂-水体系的混溶不是瞬间完成的，实验过程中不同物质间的混溶程度整体上均随温压升高而逐渐增强，根据物理模拟实验可分为明显开始混溶、分段动态混溶和基本完全混溶3大阶段，结合物理热模拟和分子动力学数值模拟，又可将烷烃-水和烷烃-CO₂-水体系的混溶过程分别细分出7个和8个精细混溶阶段。碳数影响烷烃-水的混溶进程，C₃H₈、C₆H₁₄、CH₄、C₈H₁₈与水混溶所需的温压条件依次增高；CO₂对烷烃和水的混溶起到桥梁作用，CO₂的存在显著降低烃-水的初始、动态和完全混溶所需温度。

图1 低温低压→高温高压条件下烷烃-CO₂-水体系混溶过程模式图

研究成果直观地再现了低温低压至高温高压条件下不同烷烃-水-CO₂地质流体的混溶过程和赋存状态演化规律，对认识深层高温高压条件下复杂地质流体性质以及流体-岩石相互作用机理具有潜在意义。

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中文版：远光辉, 吴姝琪, 操应长, 靳子濠, 刘可禹, 王艳忠. 2023. 高温高压下烷烃-CO₂-水混溶过程与模式——基于显微可视化热模拟和分子动力学模拟. 中国科学: 地球科学, 53(7): 1637–1662

英文版：Yuan G, Wu S, Cao Y, Jin Z, Liu K, Wang Y. 2023. Mixing processes and patterns of fluids in alkane-CO₂-water systems under high temperature and high pressure—Microscopic visual physical thermal simulations and molecular dynamics simulations. Science China Earth Sciences, 66(7): 1622–1646, https://doi.org/10.1007/s11430-022-1047-4