我国非常规油气资源丰富,潜力巨大,其高效开发对保障我国油气安全具有重要战略意义。目前水力压裂是国内最广泛应用的压裂改造技术,在实现非常规油气高效开发中正起着关键作用。但常规水力压裂作业对水资源消耗巨大,在缺水地区的应用受到极大的限制,并且对环境存在潜在污染风险。同时,常用的水基植物胶压裂液还存在破胶不完全、残渣含量高、地层吸附堵塞、粘土膨胀、返排困难等一系列问题,影响压裂开发效果。鉴于此,本文对具有“低耗水量、环保、高效、清洁”特征的N₂/液态CO₂泡沫压裂液体系展开研究,重点研究了该泡沫体系的稳定、流变和滤失特性,研发了N₂/液态CO₂泡沫体系增粘及降滤失技术。筛选了溶解性好、热稳定性和化学稳定性强、环保性良好的氢氟醚作为N₂/液态CO₂混合体系的起泡剂,从溶解性、起泡性、稳泡性、吸附性、界面流变性等方面研究了氢氟醚对N₂/液态CO₂泡沫的稳定特性,结合起泡体积、半衰期、界面扩张粘弹性、耐温性等测试数据,分析了适合发泡稳泡的氢氟醚分子结构类型,优选氟代丁烷乙基醚作为N₂/液态CO₂体系的起泡剂。利用自主设计的大型管式流变测试系统,研究了温度、压力、泡沫质量等因素影响下的泡沫流变特性,添加氢氟醚所形成的N₂/液态CO₂泡沫明显提升了液态CO₂基液粘度,泡沫体系呈现剪切稀释特征,有效粘度在泡沫质量80%左右时达到最高值;研究了泡沫流变指数n、稠度系数K、摩阻系数随泡沫质量、温度、压力的变化规律,建立了幂率模式下的泡沫流变参数关联式,平均计算误差小于10%。研制了N₂/液态CO₂泡沫动态滤失测试装置,分析了泡沫质量、岩心渗透率、温度、压力对泡沫滤失行为的影响规律。研究结果表明,与纯液态CO₂、添加氢氟醚的液态CO₂、N₂/液态CO₂混合体系等流体相比,N₂/液态CO₂泡沫表现出良好的滤失控制能力;滤失压降（2MPa）下,泡沫质量由28%升高到80%时,滤失系数和初滤失量明显降低,但泡沫质量较高时,则不利于滤失控制;对于质量50%-80%的泡沫,当岩心渗透率升高约2个数量级时,滤失系数相应增大约1个数量级;当滤失压降较高时,低质量泡沫（³0%）滤失控制能力可能反而强于高质量泡沫（⁸0%）;滤失后的岩心伤害研究表明,N₂/液态CO₂泡沫体系具有良好的清洁性。创新性的研发了N₂/液态CO₂泡沫压裂液增粘及降滤失技术。综合分析了N₂/液态CO₂泡沫体系流变和滤失的敏感因素,研制疏水二氧化硅纳米颗粒的分散液作为强化剂,纳米颗粒可吸附到液态强化剂和N₂（或液态CO₂）的界面上,形成颗粒“盔甲层”,提升了界面扩张粘弹模量;N₂/液态CO₂泡沫中加入纳米强化剂后,基于内部界面结构和强度的改善,泡沫有效粘度获得大幅提升,且对温度敏感性减弱,80℃时泡沫有效粘度仍可高于50mPa?s,纳米强化剂表现出良好的增粘效果;探究了纳米强化剂作用下的泡沫渗滤过程,量化分析了泡沫贾敏效应和液膜壁面滑移效应产生的阻力,纳米强化剂的加入使泡沫滤失系数下降了近1个数量级,同时泡沫滤失行为对温度、压降、岩心渗透率等因素的敏感性减弱;渗透率恢复实验表明,含纳米强化剂的N₂/液态CO₂泡沫压裂液具备低伤害性。