從“煤海”到“油海”的背後

能源綠色低碳發展是實現“雙碳”目標的關鍵。當前，煤炭作為我國主要能源，發揮著能源安全兜底保障作用。煤炭産量居全國第三的陜西如何實現煤炭的綠色低碳高效開發？自然資源部新型能源勘查開發創新團隊研發的“富油煤原位熱解採油”給出了一個答案。

“2023年10月，我們在位於神木市大保當鎮的首個富油煤地下原位熱解示範工程成功提取全球第一桶地下原位熱解煤焦油，實現煤田採油從‘0’到‘1’的突破，為我國高碳能源‘取氫留碳’寫下濃墨重彩的一筆。”該團隊首席專家馬麗説。據悉，該團隊依託陜西省煤田地質集團有限公司（自然資源部煤炭資源勘查與綜合利用重點實驗室）組建，共有核心成員15人。

“取氫留碳”是將焦油産率為7%到12%的富油煤中的焦油、煤氣等輕質組分通過中低溫熱解方式提取出來，生成國家緊缺的油、氣資源，同時將碳留在地下原位，最大限度減少二氧化碳排放。

“據估計，陜北每年開採的煤炭資源中蘊含5000余萬噸焦油，若將其完全提取出來則相當於再造一個大慶油田。”馬麗説。

“煤海”怎樣才能變“油海”？這始終是該團隊攻關的目標。

2019年，馬麗帶領團隊率先開展陜西省富油煤開發潛力評價，完成6000余組數據採集分析，厘清了富油煤的成因機理，提出了基於測井資料的富油煤預測方法，研究了陜西省五大煤田富油煤資源分佈規律，並於當年取得找礦突破——陜西富油煤資源1500億噸，潛在焦油資源145億噸。

有了資源基礎，實現煤田採油更需要技術攻關。“由於該項目在全國甚至世界範圍內都沒有經驗可取，技術思路、工藝設計都是我們自主設計，關鍵設備裝置都是自主研製的。”陜西省煤田地質集團有限公司原總工程師段中會説。

據了解，該團隊揭示了煤的油氣屬性，首次提出煤基油氣資源概念；率先提出並實施富油煤地下原位熱解採油先導性試驗工程。同時，該團隊還研發了國內首臺可500℃連續穩定運作1000小時的地下原位轉化用高壓高溫井下電加熱器，以及加熱器下放器成套裝置、鑽井內置阻灰裝置等。

理論、技術、設備、實踐都實現從“0”到“1”的跨越，背後是團隊裏科技工作者奮鬥的身影。

“2020年起，團隊成員從山西到吉林，從內蒙古到北京，全面調研國內資源原位開發技術現狀，制定了富油煤地下原位熱解採油技術路線，選擇陜北大保當鎮作為先導性試驗基地。”馬麗説。2021年9月，陜北富油煤地下原位熱解先導性試驗項目開工建設。

3月14日，在陜北富油煤地下原位熱解先導性試驗項目的中控室內，項目負責人楊甫通過布設全場的溫度表、壓力錶、流量計等設備顯示的數據，隨時調整工況，解決現場出現的各種問題。

楊甫介紹：“項目總體建設劃分為構建富油煤地下原位熱解爐、地面工程建設、採油工程—測試産能3個階段。目前，項目發展規劃正在編制中。今年要進一步開展試驗，後期要做到工業化示範。項目現場正在做雙井加熱前的準備工作，預計月底前可以開啟雙井加熱，擴大加熱範圍，提高出油量。”

“富油煤原位熱解採油”只是該團隊研究的方向之一。在陜南海相頁巖氣資源勘探及開發、中深層地熱能資源高效勘查取熱等研究項目中，該團隊也取得多項成果。近5年，該團隊承擔國家、省部級及橫向科研項目42項。

“今後，團隊將持續拓展研究深度，圍繞技術安全性、可靠性和經濟性等加大技術攻關力度，積極推進技術産業化進程，保障國家能源安全，助力綠色低碳發展。”馬麗説。