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摘要
为了解决页岩气开发过程中使用水基压裂液造成的耗水量大和储层伤害等问题，将CO2注入页岩气藏，利用超临界CO2(SCCO2)独特的物理化学性质，可在提高页岩气采收率的同时封存CO2，达到“利用与封存一体，增产与减排双赢”的效果。为实现SCCO2强化页岩气开采与地质封存一体化，系统综述了SCCO2页岩气压裂、置换驱替及地下封存的研究进展，梳理了目前研究存在的主要问题及技术瓶颈，并针对性地提出了未来研究方向。研究结果表明：(1)相较于水基压裂液压裂，CO2进入储层后将弱化页岩的力学性能，导致起裂压力更低，并且易于形成更复杂、更粗糙的裂缝网络；(2)页岩对于CO2的吸附能力远大于CH4，利于有效置换出CH4，且CO2不会与CH4进行大范围的混合，而是倾向于对CH4进行类活塞状驱替，从而提高页岩气采收率；(3)目前缺乏定量评价不同封存机制对CO2封存潜力贡献的计算模型，同时长时间尺度上CO2与盖层相互作用机理及突破压力的变化研究有待完善；(4)提升SCCO2携砂能力、解决地面与井下设备腐蚀问题、降低CO2的捕集与运输成本，是超临界CO2提高页岩气采收率(SCCO2-ESGR)技术大规模工程应用的前提。结论认为，SCCO2-ESGR为我国页岩气资源规模效益开采提供了一种绿色、高效的新技术，能够加快我国“双碳”战略目标的实现。
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