美国德克萨斯州休斯顿国际碳捕获技术能源博览会CARBON CAPTURE TECHNOLOGY CONFERENCE & EXPO致力于探讨碳捕获、利用和封存 (CCUS) 技术在向净零碳经济转型过程中日益重要的作用。

威尔曼在2025年美国德克萨斯州休斯顿国际碳捕获技术能源博览会上发表题为“超临界二氧化碳泡沫用于提高采收率和 CCUS：从模拟油藏获得的见解”的演讲，并讨论这项研究。

美国西南研究所 (SwRI) 和德克萨斯大学奥斯汀分校 (UT Austin) 的研究人员评估了一种有望改善枯竭油气藏长期碳封存效果的方法。该团队建议使用泡沫包裹的超临界二氧化碳 (sCO2)来防止封存和捕获的碳返回地表。碳捕获、利用和封存 (CCUS) 是指将捕获的二氧化碳用于诸如强化采油等工艺，即将二氧化碳注入地下，以帮助开采更多石油，而不是将其释放到大气中。这可以延长二氧化碳在被封存在地下之前的利用时间。

“二氧化碳在提高石油采收率方面发挥着至关重要的作用，因为它可以在被捕获和储存的同时在地下发挥作用，与我们倾向于避免使用的淡水或石油不同，二氧化碳是我们原本就希望储存在地下的物质。”该项目联合首席研究员、西南研究院的安吉尔·威尔曼说道。

为了确保封存的二氧化碳在地下保持稳定，不会迁移到地表，西南研究院运用传统二氧化碳强化采油方法的原理，研究泡沫封存的二氧化碳在高温高压油藏条件下的稳定性和行为。在这些条件下，二氧化碳达到超临界状态，表现出类似气体的粘度和类似液体的密度，这会影响其流动性和封存行为。

西南研究院 (SwRI) 和德克萨斯大学奥斯汀分校 (UT Austin) 评估了使用超临界二氧化碳 (sCO₂) 泡沫进行石油采收和封存的有效性。此片段展示了在模拟裂缝（充砂）前后，sCO₂ 泡沫的质地如何随其气液比的变化而变化。随着气体含量的增加，气泡变得更加紧密，形状也发生了变化，粘度也随之增加，直至气体含量达到峰值约 95%。当气体含量达到 97% 时，泡沫开始破裂，失去结构和稳定性，从而确定理想的气液比。图片来源：西南研究院

超临界二氧化碳泡沫表现出一种称为剪切稀化的特性，这意味着它们的粘度在较高的剪切速率下会降低。这使得它们能够更容易地流过高渗透率区域，同时限制流入低渗透率区域。因此，它们可以提高采油的波及效率，并通过限制通道效应和裂缝中的优先流动来帮助降低二氧化碳运移的风险。“我们项目的一个重要发现是，泡沫粘度在达到某个压力点后会突然下降。粘度的变化对泡沫在地下的行为起着关键作用，影响着泡沫的分布和有效性，”威尔曼说。

美国西南研究院和德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员在高温高压下对裂缝砂岩中的 sCO2 泡沫进行了测试，并在更大规模上进行了测试，使用了非均质砂包来模拟泡沫在油田中遇到的地下地层。“这些实验室实验对于在尝试现场应用之前了解sCO2泡沫在不同条件下的行为至关重要，通过合作和比较不同的测试方法和规模，我们的目标是全面了解sCO2泡沫的实用性，同时应对其现场使用相关的挑战。”负责实验室测试的SwRI的Raouf Tajik博士说道。

该项目扩大了 SwRI 的小型泡沫发生器设施，使其能够在更大范围内评估非常规技术，并为一系列行业客户提供测试和其他服务。

下届展会时间：2027年01月13号~01月14号

展会地点：美国 

展会行业：能源