煤炭地下氣化試驗綜述與產業化發展建議
東 振1， 陳艷鵬1， 孔令峰2,3， 王 峰4， 陳 浩1,*， 薛俊杰1， 張夢媛1， 陳姍姍1，趙宇峰1， 喻岳鈺4， 龔萬興5， 孫宏亮5， 王興剛5
(1. 中國石油勘探開發研究院，北京 100083；2. 中國石油天然氣集團有限公司，北京 100024；3. 中國石油大學(華東) 石油工程學院，山東 青島 266580；4. 中國石油煤層氣有限責任公司，北京 100028；5. 中國石油吐哈油田分公司，新疆 哈密 839000)
創新點
1.將UCG發展歷程劃分為礦井式氣化、直井/定向井氣化、水平井氣化三個階段，通過國內外現場試驗得到五點啟示：一是UCG呈現礦井式向鉆井式、淺層向中深層、粗煤氣單一利用向綜合利用發展的趨勢。二是UCG具備長期運行和生產高熱值粗煤氣的能力。三是不同氣化技術在適用埋深上存在差異，水平井氣化技術具有更大的深度適用范圍。四是氣化技術不斷向產業化開發的方向進步。五是石油工程技術的進步對氣化技術發展產生積極推動作用。
2.通過技術和非技術兩個層面分析了UCG未能產業化的原因。在技術層面，認為技術適用性不強是造成礦井式、直井式氣化產業化困難的主要原因，技術成熟度較低是制約水平井氣化產業化的主要技術原因，長期穩產高產問題尚未得到徹底解決。在非技術層面，常規天然氣低成本開發和頁巖氣革命的沖擊，民眾對淺層氣化誘發環境污染的擔憂，政府對煤炭地下氣化的政策轉向，是導致國外試驗終止的主要非技術原因。發展規劃長期空白、科研試驗主體相對單一、科研投入不足、產業扶持政策未出臺、聯合創新機制未建立是阻礙我國氣化產業化的非技術原因。
3.提出我國UCG產業化發展的四條建議，一是新時期要瞄準中深層UCG彎道超車新賽道。二是通過同步推進科研攻關和現場試驗不斷提高技術成熟度，構建煤炭油氣轉化新學科。三是正確認識UCG與煤層氣發展關系，探索與油氣、新能源和煤化工融合發展途徑。四是建議國家制定UCG中長期發展規劃并出臺產業扶持政策，構建產學研用創新聯合體。
文章主要內容
1 煤炭地下氣化技術試驗歷程與啟示
1.1 世界煤炭地下氣化試驗歷程
1.1.1 礦井式氣化階段(20世紀30年代—90年代)
1.1.2 直井/定向井氣化階段(20世紀40年代—1987年)
1.1.3 水平井氣化階段(1988年至今)
1.2 中國煤炭地下氣化試驗歷程
1.3 煤炭地下氣化試驗主要啟示
2 煤炭地下氣化未能產業化原因
2.1 技術原因
2.1.1 礦井式氣化與直井氣化
2.1.2 水平井氣化
2.2 非技術原因
3 煤炭地下氣化產業化發展建議
3.1 瞄準中深層UCG彎道超車新賽道，油氣勘探開發技術助力關鍵技術攻關
3.2 同步推進科研攻關和現場試驗，不斷提高技術成熟度，構建煤炭油氣轉化新學科
3.3 正確認識UCG與煤層氣發展關系，探索與油氣、新能源和煤化工融合發展途徑
3.4 制定中長期發展規劃并出臺產業扶持政策，構建產學研用創新聯合體
主要圖表
圖 1 世界各國煤炭地下氣化現場試驗次數占比
圖 2 鉆井式煤炭地下氣化主要爐型
圖 3 中國與其他國家的煤炭地下氣化發展歷程對比
圖 5 鉆井式煤炭地下氣化工藝流程
圖 8 中深層煤炭地下氣化的主要技術環節與關鍵技術
圖 9 綠氫?UCG?煤化工?碳捕集利用與封存的融合發展路徑
掃碼閱讀原文
作者簡介
東振，1988年3月生，山東曲阜人，博士，高級工程師，任中國石油勘探開發研究院非常規研究所煤炭地下氣化研究室主任，《礦產保護與利用》青年編委，《油氣與新能源》審稿專家。主要從事煤炭地下氣化、富油煤原位熱解開發、煤層氣提高采收率等研究工作，主持參與省部級、企業橫向科研項目14項，獲得“第一屆中國青年碳中和創新創業大賽”全國學術組金獎，獲得省部級一等獎2項，局級獎5項，在《International Journal of Heat and Mass Transfer》《Fule》等國內外期刊發表SCI/EI檢索論文20余篇，1篇論文入選2022年度F5000論文，第一完成人授權發明專利8項，獲得軟件著作權3項，參與編寫專著3部。
引用格式
東振，陳艷鵬，孔令峰，等. 煤炭地下氣化試驗綜述與產業化發展建議[J]. 煤田地質與勘探，2024，52(2)：180?196.
doi: 10.12363/issn.1001-1986.23.09.0562
