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2.4 二氧化碳增强页岩气开采（CO2-ESGR）
二氧化碳增强页岩气开采（简称页岩气增采，CO2 Enhanced Shale Gas Recovery, CO2-ESGR），是指以超临界相态或液态CO2代替水进行压裂，利用页岩吸附CO2能力比CH4强的特点，置换CH4，从而提高页岩气产量和生产速率并实现CO2地质封存的过程（图2-5）。超临界相态CO2可运用于页岩气开采的多个阶段。在储层改造阶段，超临界相态或液态CO2可替代水力压裂对页岩储层进行压裂处理，提高储层渗透率，减小压裂耗水量并降低对储层的损害。在二次开采阶段，当页岩气井达到单井经济开采阈值，可通过注入CO2，利用CO2/CH4间的竞争性吸附作用来促进CH4的解吸从而提高页岩气的采收率，同时封存可观的CO2。CO2-ESGR技术在安全性方面存在诸多优势。作为压裂液时，利用超临界流体的高扩散性、低黏度等特征可提高钻井效率，有效降低压裂过程的风险。作为CO2封存场所，由于页岩气藏受页岩层分布的控制，可以分布在正向构造或负向构造圈闭、盆地边缘或中心弱水动力环境中，构造较稳定，断裂不发育，大规模泄漏风险小。同时，封存的CO2大多处于吸附赋存状态，难以流动，相对稳定，可以保证CO2封存的长期性和安全性。
图2-5 CO2-ESGR技术原理图