CO2在提高深地深海油气资源清洁高效开发、提高地热资源有效开发以及CO2地质封存领域备受关注，在当前“双碳”和“能源安全”的大背景下，具有巨大的发展潜力。然而，CO2在地下条件下的较低粘度限制了其应用的有效性，例如无水CO2压裂液的黏度较低，在压裂过程中的携沙性能大幅下降，裂缝的导流能力也会随之降低，从而影响压裂后的页岩油气的增产或干热岩型地热资源的有效开发；在CO2地质封存领域，由于重力超覆和黏性指进，CO2较易逸散到地层顶部，从而增加其逃逸回大气的可能性。因此，设计、合成CO2增稠材料，开发CO2有效增稠技术，对实现我国“碳中和”和“能源安全”的国家战略，推进我国绿色低碳产业的发展具有重大意义。
CO2增稠一般可以分为两类：直接增稠和间接增稠。直接增稠是通过将增稠体系与所需液态(常见于深海油气藏条件)或超临界态(常见于陆上油气藏以及干热岩地热资源条件)CO2充分搅拌、混合溶解，通过分子间相互作用和/或分子排列分布对CO2进行增稠。间接增稠则是通过表面活性分子降低CO2-水的界面自由能，使CO2以微小液滴或气泡的形式分散在连续的水相中，形成较高表观粘度和密度的纳米乳液或纳米气泡，从而“间接”地增稠CO2。
我们通过物理实验、理论推演和数值模拟相结合的方式，设计、合成、制备CO2增稠材料，构筑CO2增稠体系，建立稠化CO2多尺度渗流机制，创建面向深地深海油气资源清洁开发、地热资源有效开发和CO2地质封存的CO2增稠方法和理论体系。
一、CO2增稠材料的设计、合成和表征
我们设计、合成了基于碳氢化合物的多支链新型增稠分子对CO2直接增稠，攻克了传统增稠分子强吸附、含氟、增稠效果不佳等挑战。
二、纳米胶体的制备和稳定机理研究
我们对纳米颗粒进行表面功能化改性，提高其界面活性，形成皮克林纳米液滴/纳米气泡，实现CO2的间接增稠，同时克服传统乳液/泡沫的注入和表面活性分子在岩石表面吸附性强的问题。
三、多尺度渗流成像与模拟
我们通过搭建多尺度渗流成像物理实验平台，结合多尺度数值模拟，探索稠化二氧化碳体系下的介观界面现象和微观渗流机理。
