中國油頁巖資源量巨大，開發(fā)利用油頁巖資源對(duì)我國能源安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大。地下原位轉(zhuǎn)化是通過人工加熱油頁巖儲(chǔ)層，建立“地下煉廠”，原位將油頁巖內(nèi)部干酪根裂解轉(zhuǎn)化為油氣，該技術(shù)已成為油頁巖資源清潔高效利用的重要發(fā)展方向。國內(nèi)外已研發(fā)多種地下原位轉(zhuǎn)化開采技術(shù)，我國也已成為掌握油頁巖原位開采技術(shù)的國家之一。但是，現(xiàn)有技術(shù)主要依靠外部能量輸入來加熱地層，能量效率較低。中國工程院孫友宏院士和吉林大學(xué)郭威教授團(tuán)隊(duì)致力于油頁巖局部化學(xué)反應(yīng)法原位轉(zhuǎn)化技術(shù)（TSA法）研究，通過預(yù)熱地層觸發(fā)原位鏈?zhǔn)窖趸艧岱磻?yīng)，可實(shí)現(xiàn)在基本無外部熱量輸入的情況下完成原位儲(chǔ)層加熱和干酪根裂解產(chǎn)油，大幅度降低了外部熱量的消耗。十余年來，團(tuán)隊(duì)已建立TSA法基礎(chǔ)理論體系，研發(fā)了TSA法關(guān)鍵技術(shù)與裝備，實(shí)施了油頁巖地下原位轉(zhuǎn)化先導(dǎo)試驗(yàn)工程并成功原位產(chǎn)油。郭威教授系統(tǒng)性梳理總結(jié)了團(tuán)隊(duì)圍繞TSA法的研究成果，綜合討論了TSA法工業(yè)化優(yōu)勢(shì)和所面臨的主要技術(shù)難題，針對(duì)性提出了未來發(fā)展建議與攻關(guān)方向，可為油頁巖資源規(guī)?；锰峁├碚撆c技術(shù)支撐。相關(guān)研究認(rèn)識(shí)刊登在《石油學(xué)報(bào)》第45卷第7期。

（1）闡明了局部化學(xué)反應(yīng)法油頁巖原位裂解機(jī)理，提出了局部化學(xué)反應(yīng)觸發(fā)的雙邊界溫度理論，總結(jié)了油頁巖裂解動(dòng)力學(xué)、孔隙變化及裂解油組分分布規(guī)律；開展了低壓和高壓條件油頁巖原位轉(zhuǎn)化物理模擬實(shí)驗(yàn)，明確了TSA法工藝下儲(chǔ)層溫度場(chǎng)演化和有機(jī)質(zhì)變化規(guī)律，能量回報(bào)率可達(dá)3.46，證明TSA法技術(shù)可行。

（2）研發(fā)了TSA法系列關(guān)鍵技術(shù)，主要包括儲(chǔ)層改造技術(shù)、井下加熱技術(shù)（井下電加熱器和燃燒式加熱器）和地下環(huán)境封閉技術(shù)（注漿帷幕技術(shù)和氣驅(qū)止水封閉技術(shù)）等關(guān)鍵技術(shù)，并系統(tǒng)總結(jié)分析了各類技術(shù)原理、可行性、適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性。

（3）以松遼盆地油頁巖地層為研究對(duì)象，開展了農(nóng)安和扶余兩處油頁巖局部化學(xué)反應(yīng)法原位轉(zhuǎn)化先導(dǎo)試驗(yàn)工程，并均成功原位產(chǎn)油，證明TSA法和系列關(guān)鍵技術(shù)在原位條件下的可行性，形成了TSA法的技術(shù)工藝方案。

（4）提出油頁巖資源原位轉(zhuǎn)化油氣-余熱利用-CO²地質(zhì)封存一體化創(chuàng)新構(gòu)想，TSA法工藝可為中低熟頁巖油和富油煤開發(fā)、原油原位制氫以及原位高價(jià)值產(chǎn)品轉(zhuǎn)化提供新思路。提出了TSA法的技術(shù)攻關(guān)方向，包括原位儲(chǔ)層加熱解堵、復(fù)雜孔縫網(wǎng)形成方法、群井工藝調(diào)控策略、關(guān)鍵裝備長(zhǎng)期可靠性、原位催化提質(zhì)增效方法和開采全過程安全控制。

論文鏈接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202407006

附件：郭威等：油頁巖局部化學(xué)反應(yīng)法原位轉(zhuǎn)化技術(shù)及松遼盆地先導(dǎo)試驗(yàn)工程.pdf