近日，重慶大學煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室公開發(fā)布了一項重要研究成果。該實驗室歷經(jīng)10多年，研發(fā)出世界首臺超臨界CO2(二氧化碳)致裂驅(qū)替CH4(甲烷)的實驗裝置，并在頁巖氣開采技術上實現(xiàn)了重大突破，不僅節(jié)約水資源，還能在提高頁巖氣采收率的同時實現(xiàn)二氧化碳的地下封存，有力推動碳中和的實現(xiàn)。

（重大團隊在實驗室現(xiàn)場/重慶大學供圖）

　　“頁巖氣主要是甲烷氣體，分布在頁巖層中，頁巖層像磨刀石一樣致密，如果要高效的從地面中把頁巖氣開采出來，就必須構(gòu)建甲烷氣體流通的通道，需要對頁巖層進行改造，構(gòu)建大范圍的裂縫網(wǎng)絡，讓氣體沿著縫網(wǎng)流出，進行開采?！敝貞c大學資源與安全學院院長盧義玉介紹道。

　　“目前我國開采頁巖氣主要是通過水力壓裂技術，以高壓水注入地層，利用高壓使頁巖層破裂，構(gòu)建頁巖氣的流動通道，實現(xiàn)開采。一口頁巖氣井使用水力壓裂技術需要2-3萬噸水?！北R義玉介紹。

（模擬試驗系統(tǒng)/重慶大學供圖）

　　我國頁巖氣資源，特別是陸相頁巖氣富集區(qū)具有孔隙率低、滲透率低、高吸附性、黏土含量高、深度高等特點，水力壓裂技術不僅耗水量巨大、而且黏土遇水產(chǎn)生水化膨脹，容易導致裂縫堵塞，使氣體采收率低。為解決這一問題，經(jīng)過十多年的攻關，該實驗室聯(lián)合國內(nèi)相關單位，在國際上率先提出“超臨界CO2強化非常規(guī)天然氣高效開發(fā)與地質(zhì)封存一體化”的學術構(gòu)想——通過技術手段，將二氧化碳注入地層后“變”成超臨界二氧化碳替代水致裂頁巖層。

　　據(jù)介紹，使用超臨界CO2代替水進行致裂，具有4個比較大的優(yōu)勢：一、超臨界CO2介于液態(tài)與氣態(tài)之間，具有液態(tài)的高密度，同時具有氣態(tài)的低粘度和強擴散性，表面張力低，更容易進入到頁巖的孔隙空間；二、超臨界CO2的吸附能力是甲烷的4-20倍之間，使用CO2能置換頁巖層中的甲烷氣體，提高采收率；三、超臨界CO2不會使黏土發(fā)生膨脹現(xiàn)象，不會堵塞通道；四、節(jié)能減排，能有效節(jié)約水資源，同時這些二氧化碳可以被封存在地下。

　　據(jù)了解，此前在陜西省“延長石油延安國家級陸相頁巖氣示范區(qū)”，重慶大學聯(lián)合國內(nèi)相關團隊開展了全球首次超臨界CO2壓裂現(xiàn)場試驗并取得圓滿成功。頁巖氣增產(chǎn)效果顯著，單井日均產(chǎn)量提高了2.5倍，同時實現(xiàn)了CO2有效封存。

　　該技術推廣應用具有廣闊的前景，對于有效節(jié)約水資源，促進我國二氧化碳規(guī)?；獯嫣峁┝诵碌倪x擇，有望成為實現(xiàn)碳中和的重要技術。（丁玉冰 成威）