于成龙，宋瑞宏，马晓伟，赵德云

（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江 大庆 163413）

中国石油天然气逐渐减少，进口国外的依赖性越来越大。如果没有大的发现，对我国的能源安全十分不利。而中国的煤炭资源非常丰富，储量在4×1012t 以上，是很理想的转型接替能源。目前把地下煤炭资源变成石油或天然气资源的方法成本非常高，经济性不强。本文大胆设想，转变思路，应用核能加热煤层的方式，并配合催化剂，促其发生化学反应从而生成石油和天然气，实现低成本把地层煤层转换成石油或天然气。

1 原理

通过对目标井井身结构设计技术，优选深度和厚度适宜的煤层，钻井施工后，随钻注入适量水和催化剂，再把核反应原料送至井底指定深度，表层封固，地面通过电磁波或有线电缆控制，实现井下核裂变，加热煤层，在催化剂的作用下，煤和水化学反应，生成氢气和一氧化碳以及二氧化碳，氢气在一定温度压力下，和煤继续反应生成甲烷，一氧化碳和氢气反应，从而生成石油天然气。待充分反应后，部分煤层就转换成了石油天然气资源，从而实现石油天然气开采。

1.1 核变生热反应

1.2 水蒸气分解反应

当核变生热反应温度升高时，水蒸气正向反应得以完全进行。超过1000℃则可视为不可逆反应,生成一氧化碳的反应速率快于生成二氧化碳的反应速率。

1.3 CO变换CO2反应

在温度400℃以上条件，该反应即可发生。在温度超过900℃时，与水蒸气化学反应的速率相当。

1.4 生成甲烷反应

煤炭与氢气反应，生成甲烷的速率是相当缓慢。但在反应压力增高以及反应物浓度增大，生成甲烷的速率会加快。研究表明，甲烷的生成速率还与煤炭的反应活性有关，煤炭的反应活性越大，则甲烷生成速率越高。

1.5 生成天然气化学反应

1.6 生成石油化学反应

除了以上化学反应，还会发生其他副反应，例如生成更高碳数的醇以及醛、酮、酸、酯等含氧化合物。

2 该方法的优势

该方法一般在有一定的深度和厚度的煤层应用，同时有很好的盖层和圈闭层。本技术的优势在于可以充分利用核能聚变加热煤层，低成本实现煤层转换成石油天然气。

3 可能存在的问题

本文只提出了一种低成本的煤层转换成石油天然气的新方法，但在实施过程中，可能还存在着如下问题：

（1）核燃料的选择和投放数量都需要进一步开展研究，施工风险巨大。

（2）有井塌的风险。

（3）如果措施不当，可能会造成地下核污染。

4 结论

（1）该技术通过核聚变产生热量，从而促使煤层转换成石油天然气资源，有望进一步保障国家能源安全。

（2）该技术为石油天然气工业发展提供了新思路，为实现由找油气田到制造油气田提供了可行的途径，有望开启石油天然气能源储备的新时代。