【科技强国有我】助力国家“双碳”目标，攻克煤层气“卡脖子”关键技术

作者：中国地质大学（北京）副校长、教授 刘大锰

习近平总书记强调，“科技创新是核心，抓住了科技创新就抓住了牵动我国发展全局的牛鼻子”。党的二十大报告进一步明确了“推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展”的发展战略。能源行业紧扣“双碳”目标，牢记习近平总书记“能源的饭碗必须端在自己手里”的重要指示精神，大力推动煤层气等清洁非常规天然气资源的勘探开发力度，助力经济社会发展全面绿色转型。

面向国家需求，探究前沿科学问题。中国具有“富煤、少气、缺油”的资源特征。加大煤层气等洁净能源的勘探开发力度是保障国家能源安全、助力国家“双碳”目标顺利实现的关键。业界一般认为，煤层气根据煤的成熟度可划分为低阶、中阶、高阶三种类型。自低-中阶煤层气勘探开发在北美和澳大利亚取得成功以来，高煤阶煤层气能否实现高效开发一直是国际煤层气界关注的重大问题。我国中-高煤阶煤层气资源量巨大，但煤储层具有“复杂储层（高应力、特低渗、构造煤）占比高、区块尺度非均质性强”等显著特点，大大增加了开发难度，中-高煤阶煤层气的高效开发是我国煤层气产业急需解决的瓶颈问题。

努力攻坚克难，突破卡脖子技术。我国煤层气规范化的勘探开发历史较短，仅有三四十年，并且受到国外多项“卡脖子”技术的严重制约。“十一五”以来，面对国外核心技术封锁，在国家科技重大专项课题（煤层气储层精细描述和评价2008ZX05034-001；煤储层特性区块尺度精细描述技术2011ZX05034-001）和国家科技重大专项示范工程任务（韩城示范区及周边煤层气富集规律与有利区预测研究2009ZX05062-004；渭北示范区及周边煤层气有利开发区块优选2011ZX05062-006）等支持下，中国地质大学（北京）积极响应国家能源战略，吹响了我国走向煤层气勘探开发强国的号角，我带领团队在实验室研究与矿场试验之间来回奔波，反复推敲、打磨，最终完善了适用于中国煤层气地质特征的勘探开发新技术，先后攻克了煤层气勘探开发领域的多个“卡脖子”技术难题，系统形成了“中-高煤阶煤层气高效开发地质-工程一体化关键技术”，实现了我国中-高煤阶煤层气储量的重大发现及产量的重大突破。

推动自主创新，达到国际领先。加强煤层气勘探开发基础理论和现场应用研究，是实现煤层气高水平科技自立自强的源泉，是建设煤层气勘探开发强国的必由之路。我带领科研团队历经15年，将地震-地质-工程一体化理论与技术高度融合，建立了区块尺度煤层气富集理论，攻克了储层多相流体现场快速检测、钻井轨迹超前预报及实时优化、复杂储层一体化改造等关键技术难题，有力推动了我国煤层气产业快速发展，保障了煤矿安全生产，社会效益、生态效益和经济效益显著。其中，取得了三项煤层气领域国际首发标准，标志着我国在该领域达到了国际领先水平，扩大了中国在国际煤层气领域的话语权。

实现增储上产，经济社会效益显著。由我国学者独立自主研发的中-高煤阶煤层气高效开发地质-工程一体化关键技术，已在我国沁水盆地和鄂尔多斯盆地两大煤层气产业基地及川南等接替基地等28个区块推广应用，协助各企业新增探明储量高达1678.59亿方，推动了两大煤层气产业基地的产量建设，潜在经济价值超300亿元。整体技术应用后，潘庄已建成年产能10亿方，马必区块产量由2020年的0.67亿方提升至2023年的5.7亿方，实现了产量连续3年翻番，为目前国内煤层气产量增长最快的区块。技术落地应用近三年以来，我国煤层气企业新增销售额154.43亿元，新增利润56.62亿元，累计节约井下瓦斯治理费用约247.48亿元，成果获部级一等奖两项，培养杰青、优青等青年人才100余名，建成了一支具有国际影响力的研究团队。