泡沫稳定性也取决于表面活性剂的亲水-亲脂性平衡（HLB），HLB值由特定的分子中亲水基团和疏水基团的重量百分比确定，其范围为1～40，非离子型表面活性剂的HLB值通常为1～20。HLB值取决于表面活性剂分子的亲水性和亲脂性部分的大小和强度。通常HLB值为3～6的表面活性剂适用于稳定油包水（W/O）乳液，HLB值为8～18的表面活性剂可以更好地稳定水包油（O/W）乳液。随着HLB值的增加，表面活性剂的亲水性增加，具有较高亲水性的表面活性剂可以降低溶液的界面张力，促进泡沫的形成。

当亲水性和疏水性之间达到适当的平衡时，表面活性剂分子将自身排列得更紧密，从而产生超厚的单层。当在等温条件下增加压力时，CO2密度和内聚能增加，使CO2更疏水或更亲油。这种相对疏水的CO2可以容纳表面活性剂的碳氢尾链，并将其嵌入CO2中。由于CO2与表面活性剂分子之间的相互作用随之增强，所以需要强亲水性头部来平衡这种相互作用。因此，具有较高HLB值的表面活性剂有利于在高压下形成CO2泡沫。如果具有超高HLB值的表面活性剂的亲水性明显高于疏水性，则表面活性剂可以被吸入水相，从而降低泡沫和液膜的稳定性。因此，CO2泡沫的稳定性在很大程度上取决于确定最佳HLB值。

除了上述2种CO2泡沫稳定性原理外，Gibbs-Marangoni效应也起着关键作用，这是由泡沫气泡界面处的表面张力梯度引起的。这种梯度可以由不同的条件触发，例如温度和溶质浓度，当CO2溶于液相时尤为明显，引起表面活性剂浓度的局部变化。Gibbs-Marangoni效应产生的基础是液体在2个不同区域之间由于表面应力变化而产生的横向运动。

例如，如果外力导致泡沫气泡局部变薄，使表面积变大，则该点处的表面活性剂浓度将相应下降，从而增加表面张力。这种表面张力的增加建立了一个张力梯度，诱导表面活性剂分子从较高浓度区域向衰竭区域移动，本质上为泡沫结构提供了一种“自我修复”机制。表面活性剂分子的这种迁移伴随着流体从较低张力区域向较高张力区域的运动，为液膜的变薄增加了一层阻力。此种表面张力的动态调节对于CO2泡沫至关重要，特别是在高压条件和CO2在水中的溶解度较高的情况下。另外，Gibbs-Marangoni效应在表面活性剂浓度略低于临界胶束浓度时最为明显，进一步增强了泡沫的稳定性。

2 CO2泡沫稳定性影响因素

2.1 CO2泡沫稳定性影响因素

2.1.1温度

由于泡沫粒子的快速布朗运动以及温度升高引起的泡沫黏度和临界胶束浓度的变化，高温环境对泡沫稳定性有不利影响。温度影响泡沫稳定性主要有以下几点：

①温度的变化会改变泡沫体系的界面性质，主要包括泡沫黏弹性、油水界面张力、表面活性剂在界面膜上的吸附。部分学者的研究表明，随着温度的升高，增加了表面活性剂的动能，不利于其在气-液界面的吸附，从而导致泡沫体系的表面张力逐渐增加，黏弹性模量逐渐降低，泡沫稳定性下降；

②温度升高会降低泡沫体系的黏度，加速泡沫的排出过程，降低体系的稳定性；

③在高温下，液膜中分子的热运动加剧，液膜中的水分蒸发，加速了泡沫的粗化和析液，从而降低了泡沫的稳定性；

④若聚结速率较快，则泡沫在温度高于基础溶液的临界温度时变得不稳定；

⑤温度升高会使空气流动性增加，从而提高气泡尺寸变化的速率，同时还会对泡沫的微观结构有显著影响。

KAPETAS等在砂岩多孔介质中不同温度（20～80℃）下使用表面活性剂AOS进行泡沫驱实验，随着温度的升高，低质量泡沫区的气体流动性增加，与气-液表面张力的降低成反比；温度升高到80℃时，泡沫的表观黏度降低了50%。WANG等研究表明，在20～30℃温度下泡沫稳定性的降低归因于气体扩散速率，而进一步升高温度的不利影响主要是因为溶液黏度的降低；同时观察到了起泡性与温度之间的直接关系，温度越高，泡沫膨胀越大。

2.1.2压力

压力对泡沫稳定性产生一定的有利影响。随着压力的增大，CO2内相压力升高，降低了液膜的气-液界面张力，从而降低了形成泡沫所需的表面能，并提高了泡沫体系的发泡能力。同时，泡沫体系的析液半衰期随着压力增加而明显增加。这是因为压力的增加减少了泡沫内、外相之间的密度差，有利于减缓重力分异引起的泡沫析液。随着压力的增加，泡沫气泡的直径逐渐减小，形成的泡沫更致密，液膜的表面积变得更大，液膜厚度减小，析液率降低，泡沫变得更稳定。

另外，PANDEY等的研究表明泡沫黏度会随着压力的增加而增加，这是由于高压下的泡沫气泡紧密堆积，需要更高的剪切力来使它们变形和移动，从而形成更高的黏性体系。CO2泡沫的高黏特性有助于在EOR中的应用，黏性泡沫可以在油藏驱油过程中提供良好的流动率。董文钢等研究表明压力小于15 MPa时，泡沫半衰期随压力升高增长明显，大于15 MPa后增幅较小。在高压条件下，多孔介质比无多孔介质更有利于稳泡，原因是压力升高，孔隙受压缩其水力半径减小，空气与表面活性剂疏水链的分子之间相互作用力增强，两者均会导致泡沫粒径减小，析液速度降低，泡沫稳定性增加。