3.2.2非常规油气藏

CO2泡沫及其压裂技术对致密储层和页岩油气储层增产的应用效果较好。WANNIARACHCHI等使用CO2和N2泡沫压裂液对页岩气藏压裂增产，结果表明：CO2泡沫比N2泡沫更稳定，随着泡沫质量的增加，岩心裂缝宽度增加而长度减小；CO2泡沫压裂液在东肯塔基州、西宾夕法尼亚州和新墨西哥州的页岩气藏应用成功，使用CO2泡沫压裂液比常规压裂液的气井产量提高5倍。高亚罡等设计的CO2泡沫压裂液体系：0.3%～0.6%乙烯吡咯烷酮共聚物BCG-8+0.2%～0.45%直链阴离子表面活性剂B-55+0.2%～0.3%有机酸B-14+1%KCl的聚合物，适用于30～140℃的页岩气储层；该CO2泡沫体系耐温能力达到140℃，在10 MPa和90℃下，液体泡沫质量为55%～75%时能保持较高的有效黏度；在延长油田页岩气井施工后措施见效快，增产效果显著。

YANG等利用CO2泡沫对渗透率为（0.1～3.3）×10-3μm2的致密岩心进行驱替实验，泡沫阻力系数随着注入速率的增加而降低，CO2泡沫驱可以提高15%～22%的采收率。YANG等报道了CO2泡沫压裂体系在延北超致密储层S1/H8的应用，CO2用量达到63%，CO2泡沫体系处理的4口气井产量均超过预期，比常规压裂技术提高了3倍。

LI等设计的CO2泡沫压裂液体系：0.5%的CT1增稠剂+0.3%的CT1S发泡剂+0.3%的CT1D高温稳定剂+0.3%的CT1U调节剂，体系黏度为2 mPa·s，表面张力为24.5 mN/m，界面张力为1.5 mN/m；使用中国西南地区W1井龙马溪组页岩岩心评估泡沫破裂率，结果表明破裂率小于19%；且在剪切速率为170 s-1和温度为90℃下，体系黏度大于50 mPa·s，具有优异的耐温性和抗剪切性能。

3.3前景展望

CO2-EOR是一种无毒的固碳方法，CO2和CO2泡沫的使用可以将CO2利用和封存在储层内，减少工业对全球气候变化的影响。CO2混相驱对老油田开发具有巨大的潜力，可以同时实现CO2驱油与埋存，目前中国CO2年注入量超过200×104 t，年产油量超过70×104 t。但使用CO2泡沫进行碳封存需向地下注入大量表面活性剂或相关试剂，其在储存过程中可能发生化学或热降解；因此，研究表面活性剂在储层条件下的长期稳定性对CO2的储存以及对环境的影响至关重要。

不同的CO2泡沫体系在恶劣的储层条件下具有一定的缺点，例如表面活性剂大量吸附在储层岩石上、泡沫稳定性较差、作用范围有限、采出液乳化严重等。在目前EOR应用中，大多使用SiO2以及其他金属NPs在储层条件下稳定CO2泡沫，并结合NPs的功能提高原油采收率。而NPs材料大部分不可回收导致其经济可行性低下，也会对健康造成长期影响。因此，可以选择使用可回收和再利用的磁性NPs材料，例如Fe2O3 NPs、Fe3O4 NPs，其对磁场的感应可以在油藏环境中调控流体性能，也可以作为催化剂降解原油中的沥青质和胶质，并且具有超顺磁性、高表面体积比、低毒性等优势。另外，在NPs稳定CO2泡沫的研究中需优先考虑NPs类型和浓度的优化，采用统计模型或机器学习算法来简化优化过程，通过数值模拟和实验验证相结合得出最经济有效的NPs和表面活性剂组合。

CO2-EOR是开发页岩油气资源的主要方法，增加CO2与油相的接触面积是提高页岩油采收率的主要机制。而页岩储层的油气赋存空间主要由微/纳米孔喉组成，注入体积小、稳定性好、内压高、气体溶解速度快的CO2微/纳米气泡可以减少流体的毛细管压力，增加页岩纳米孔隙内CO2分子与烃类流体的接触面积，为提高页岩油采收率提供可行性方法。

通过寻求环保性能和起泡性兼具的表面活性剂/聚合物协同NPs，提高CO2泡沫稳定性和非常规油气资源产量，将成为CO2-EOR未来研究的重点。

3、结论

主要对CO2泡沫稳定性研究和CO2泡沫驱提高采收率这2个方面进行阐述。介绍了CO2泡沫稳定性原理、稳定性影响因素和提高稳定性方法，以及CO2泡沫在提高采收率方面的机理和应用。

（1）CO2泡沫稳定性主要取决于液膜析液、HLB值和Gibbs-Marangoni效应。而高温和高盐对泡沫稳定性产生非常不利的影响，压力则有积极的影响。可以通过添加聚合物、离子液体、NPs以及表面活性剂/NPs协同来增强泡沫的稳定性。

（2）CO2泡沫驱提高采收率机理包括选择性封堵提高波及效率、降低原油黏度、降低油水界面张力、乳化和润湿性改变。室内实验和现场数据表明，CO2泡沫能使稠油油藏、致密砂岩储层、页岩油气储层等非常规油气储层的采收率明显增加。

（3）表面活性剂和NPs协同稳定CO2泡沫在CO2-EOR应用方面具有很大的前景，寻求环保、经济和高效的方法为进一步深入研究的方向。