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。黃軍 攝

　　人民網(wǎng)重慶4月6日電 （陳琦、黃軍）今（6）日，重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動力學(xué)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(shù)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)。

　　該實驗室主任、博士生導(dǎo)師盧義玉介紹，目前，頁巖氣開采主要采用水力壓裂技術(shù)，但該技術(shù)存在耗水量巨大、采收率低等問題。

　　盧義玉說，我國頁巖氣特別是陸相頁巖氣富集區(qū)大多處于重點缺水地區(qū)，水資源缺乏嚴重制約頁巖氣的工業(yè)化開采；再者，我國頁巖氣儲層黏土含量高，黏土遇水產(chǎn)生水化膨脹，易傷害儲層，導(dǎo)致儲層改造效果差，采收率低。

　　怎樣實現(xiàn)頁巖氣的高效率采集，同時又節(jié)約水資源？

　　2009年，該實驗室聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)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(xué)術(shù)構(gòu)想：利用超臨界二氧化碳（類似超臨界流體）的低界面張力和高密度特性，作為壓裂液進行儲層改造，利用二氧化碳強吸附能力置換煤層氣、頁巖氣，提高采收率，同時實現(xiàn)二氧化碳的地下封存。

　　簡單來說，就是將排放的二氧化碳收集起來再利用，換一種形態(tài)后用來取代水，進行頁巖氣儲層壓裂改造，實現(xiàn)頁巖氣的開采，同時這些二氧化碳可以被封存在地下。

　　盧義玉介紹，頁巖氣儲層有一個特點，就是致密。如果要把頁巖氣從2000多米甚至更深的地下采出來，首先要構(gòu)建頁巖氣流通的通道，這個時候就需要水力壓裂技術(shù)。但是這一技術(shù)耗水量巨大，單口頁巖氣井需要“萬方水千方砂” (1.5萬—3.0萬噸水)。如果用工業(yè)生產(chǎn)排放的二氧化碳，將其“變”成超臨界二氧化碳后，這些水資源都將被節(jié)約。

　　2017年6月，在延長國家級陸相頁巖氣示范區(qū)，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CO2實現(xiàn)了有效封存。

　　同時，該實驗室在二氧化碳捕集方面也開展了相關(guān)研究，參與了國家電投集團遠達環(huán)保工程有限公司合川雙槐電廠二氧化碳捕集示范工程的建設(shè)，形成了全流程二氧化碳捕集、利用與封存的研發(fā)鏈條。

　　據(jù)了解，“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”推廣應(yīng)用前景廣闊，可有效節(jié)約水資源，并可為我國二氧化碳規(guī)模化封存提供新選擇，有望成為實現(xiàn)碳中和的重要技術(shù)之一。