本书系统论证地下原位转化技术,通过将固态重质有机质在地下储层内直接转化为可流动的轻质油、合成气或氢气,实现了从"物理采掘"向"化学制造"的范式革命。这一技术突破不仅可提升采收率至60%-85%,更能将碳排放强度降低40%-70%,水资源消耗减少70%-90%,地表扰动缩减95%以上,从根本上重塑了化石能源的开发哲学。从爱沙尼亚油页岩地下气化的百年探索,到加拿大SAGD技术的规模化应用,再到中国煤炭地下气化先导试验的持续推进,原位转化正从概念走向现实,成为破解"能源安全-环境保护-经济效益"三角难题的战略性选择。
首部系统构建化石能源地下原位转化技术谱系的专著,聚焦煤炭、稠油、页岩油等五大领域,破解传统开采瓶颈。提出地下炼制革命性思路,盘活万亿吨级资源,兼具学术深度与工程视野。为研究者、工程师及政策制定者提供从原理到实践的权威指南,助力我国能源安全与绿色转型。
谢天,博士毕业于西安交通大学,目前在西安石油大学新能源学院工作,主要从事中低熟页岩油清洁高效开发领域的应用基础研究,主持西安市科协青年人才托举计划项目、动力工程多相流国家重点实验室开放课题、陕西省教育厅专项科研计划等科研项目, 参与国家自然科学基金能源有序转化基础科学中心等多项国家课题。近三年在Petrole um Science,Geoenergy Science and Engineering, Energy Fuels,Sustai nable Energy Fuels,Industrial Engineering Chemistry Research,Oil S hale,工程热物理学报等期刊共发表SCI论文14篇,EI论文2篇,其中以第一作者身份 发表SCI 论文8篇,EI论文1篇;共获国家授权发明专利6项。???赵秋阳,男,工学博士,西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室教授,博士生导师。主要从事石油工程多相流、非常规油气提高采收率、超临界水热化学、氢氧预混燃烧等方面基础理论研究与新技术研发。已发表SCI论文40余篇。目前主持多项国家自然科学基金面上项目、青年项目、中国博士后基金面上项目、国家重点实验室开放课题及国防军工项目等课题。
第1章绪论1???1.1引言1???1.1.1全球能源格局转型中的化石能源地位1???1.1.2传统开发模式的困境与环境约束2???1.1.3地下原位转化的科学内涵与技术优势5???1.2化石能源地下原位转化的技术体系6???1.2.1技术分类与基本原理6???1.2.2关键共性技术环节8???1.3各类化石能源原位转化的战略意义10???1.3.1煤炭地下气化10???1.3.2稠油原位改质10???1.3.3油砂原位开采10???1.3.4油页岩原位热解11???1.3.5页岩油原位转化11???1.4原位转化技术面临的挑战与发展方向12???1.4.1技术挑战12???1.4.2发展方向12???1.5本章小结13???第2章化石能源类型15???2.1煤炭15???2.1.1定义15???2.1.2特点17???2.1.3分类24???2.2稠油37???2.2.1定义37???2.2.2特点38???2.2.3分类42???2.3油砂43???2.3.1定义43???2.3.2特点45???2.3.3分类50???2.4油页岩54???2.4.1定义54???2.4.2特点55???2.4.3分类59???2.5页岩油63???2.5.1定义65???2.5.2特点65???2.5.3分类73???2.5.4中低成熟度页岩油的定义74???2.5.5中低成熟度页岩油的特点75???2.5.6中低成熟度页岩油的分类78???2.6本章小结80???第3章煤炭原位转化原理与技术83???3.1煤炭传统开采技术83???3.1.1概念83???3.1.2分类83???3.1.3优缺点86???3.2煤炭地下原位转化开采技术88???3.2.1概念88???3.2.2分类89???3.2.3优缺点93???3.3本章小结95???第4章稠油原位转化原理与技术98???4.1稠油传统开采技术98???4.1.1概念98???4.1.2分类99???4.1.3优缺点104???4.2稠油地下原位转化开采技术107???4.2.1概念107???4.2.2分类108???4.2.3优缺点112???4.3本章小结116???第5章油砂原位转化原理与技术118???5.1油砂传统开采技术118???5.1.1概念118???5.1.2分类119???5.1.3优缺点123???5.2油砂新兴开采技术126???5.2.1概念126???5.2.2分类127???5.2.3优缺点130???5.3本章小结133???第6章油页岩原位转化原理与技术136???6.1油页岩传统开采技术136???6.1.1概念136???6.1.2分类137???6.1.3优缺点142???6.2油页岩新兴开采技术145???6.2.1概念145???6.2.2分类146???6.2.3优缺点151???6.3本章小结154???第7章页岩油原位转化原理与技术157???7.1页岩油传统开采技术157???7.1.1概念157???7.1.2分类158???7.1.3优缺点161???7.2页岩油原位转化开采技术163???7.2.1概念163???7.2.2分类164???7.2.3优缺点173???7.3本章小结178???第8章总结与展望182???8.1全球能源格局变革与非常规资源战略地位182???8.2五大化石能源原位转化技术体系特征与演进182???8.2.1煤炭地下气化(UCG):深部资源清洁利用的破局者182???8.2.2稠油原位改质:从流动改善到品质跃升的质变183???8.2.3油砂原位开采:环境约束倒逼的技术转型184???8.2.4油页岩原位热解:从地面工厂到地下炼厂的跨越184???8.2.5页岩油原位转化:非常规革命的终极解