2.4　二氧化碳增強頁巖氣開采（CO₂-ESGR）

二氧化碳增強頁巖氣開采（簡稱頁巖氣增采，CO₂ Enhanced Shale Gas Recovery, CO₂-ESGR），是指以超臨界相態或液態CO₂代替水進行壓裂，利用頁巖吸附CO₂能力比CH₄強的特點，置換CH₄，從而提高頁巖氣產量和生產速率并實現CO₂地質封存的過程（圖2-5）。超臨界相態CO₂可運用于頁巖氣開采的多個階段。在儲層改造階段，超臨界相態或液態CO₂可替代水力壓裂對頁巖儲層進行壓裂處理，提高儲層滲透率，減小壓裂耗水量并降低對儲層的損害。在二次開采階段，當頁巖氣井達到單井經濟開采閾值，可通過注入CO₂，利用CO₂/CH₄間的競爭性吸附作用來促進CH₄的解吸從而提高頁巖氣的采收率，同時封存可觀的CO₂。CO₂-ESGR技術在安全性方面存在諸多優勢。作為壓裂液時，利用超臨界流體的高擴散性、低黏度等特征可提高鉆井效率，有效降低壓裂過程的風險。作為CO₂封存場所，由于頁巖氣藏受頁巖層分布的控制，可以分布在正向構造或負向構造圈閉、盆地邊緣或中心弱水動力環境中，構造較穩定，斷裂不發育，大規模泄漏風險小。同時，封存的CO₂大多處于吸附賦存狀態，難以流動，相對穩定，可以保證CO₂封存的長期性和安全性。

圖2-5　CO₂-ESGR技術原理圖