煤田地质与勘探

作者：王双明, 师庆民, 孙强, 崔世东, 寇丙洋, 乔军伟, 耿济世, 张蕾, 田华, 姜鹏飞, 蔡玥, 刘浪,

关键词：富油煤, 原位热解, 油气资源, 地质条件, 加热技术, 传热传质, 安全稳定,

背景我国油气需求缺口大、供给制约多、煤炭绿色低碳转型任务艰巨，富油煤作为集煤、油、气属性于一体的煤炭资源，具有立足国内增加油气供给的巨大潜力。进展富油煤原位热解技术已在陕西榆林成功实施工程试验，目前仍处于探索阶段。其具备两大战略价值：一是弥补我国油气需求缺口，提高油气自主保障能力；二是变革煤炭开采技术，推动煤炭产业绿色、低碳转型发展。富油煤原位热解包括钻孔式和矿井式两种实践途径，目标是持续高效提取煤中油气资源，主要面临热解选区、加热技术与高效传热传质等难题。展望“四性”是原位热解技术研发的关键，包括地质条件适宜性、加热技术匹配性、传热传质有效性和热解安全稳定性。主要内容为：(1) 从富油煤资源条件、地层封闭条件、水文地质条件和构造条件等方面阐明适宜富油煤原位热解的地质基础，揭示热辐射范围内围岩封闭动态稳定性的约束条件，为原位热解选址和工程设计提供地质依据。(2) 深刻认识富油煤在温度、应力约束下的热物理性质演化行为，基于地质−工程条件论证原位加热技术适宜性，并针对煤层低导热特性开展高效加热工艺设计，通过风、光、电多种供能方式互补实现供热能源经济性。(3) 地应力、大尺度煤体、焦油高黏度是制约原位热解油气运移、产出的主要因素，煤层致裂、载热介质优化与温压调控、焦油降黏轻质化是改善煤层传热传质性能和提高热解油气可产出性的潜在方法。(4) 原位热解持续稳定运行依赖于全过程监测与动态预警，需要监测手段立体化、地质信息反演精准化、多相多场环境模型化、突变阈值预测预警等技术予以支撑。进一步探索与地质条件相匹配的富油煤原位持续高效热解关键技术，破解煤炭资源开发与地质环境之间的制约矛盾，是推动富油煤原位热解技术深入发展的关键。

来源：2024年第7期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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