攻克清洁能源页岩气难关

　　页岩气，是赋存于富有机质泥页岩及其夹层中的非常规天然气，它具有连续分布、储量大的特点，但储层极为致密，渗透率极低，用常规技术手段难以开发。

　　“页岩气实质是天然气，它源自于页岩而不是砂岩等传统岩石储层，属于清洁能源；页岩气在燃烧过程中只产生二氧化碳和水，对PM2.5的影响会大大减少，会改善我们的环境。” 中国科学院武汉岩土力学研究所研究员、博士生导师、“中科院百人计划”专家邓守春认为。

　　美国由于水平钻井及其体积压裂技术的重大突破，使页岩气产量迅速增加，一跃成为世界第一大产气国。加拿大步美国之后，也已开始页岩气大规模商业开采。

　　目前，中国则处于商业化生产起步阶段，尚未掌握水平井体积压裂等核心技术，对页岩中甲烷在微纳孔隙中赋存、扩散、运移机制和规律的认知也非常有限，制约着我国页岩气的工业开发。邓守春即是努力寻找突破的一员。

　　1997年7月，邓守春毕业于中国地质大学岩土工程专业，获工学学士学位；又先后获得国防科技大学航天技术与材料工程学院固体力学专业硕士学位，以及中国科学院力学研究所力学专业理学博士学位。

　　大学期间，他接触计算机，在学习线性代数和数值分析等课程后，他开始尝试编写平面问题有限元程序来模拟隧道开挖，并被计算机和数值方法的“神奇”折服。“硕士期间，我借助计算机来模拟层合复合材料结构的损伤演化和后屈曲，觉得计算机能做人所不能做的事。”邓守春说。

　　工作过程中，邓守春发现自己的数学力学基础不够，于是考入中国科学院力学研究所攻读博士学位，并确定从学习材料本构与计算固体力学入手进行研究。

　　为了提升专业水平，邓守春决定赴美留学，在美国肯塔基大学工学院机械工程系、爱达荷国家实验室和爱达荷大学做博士后，并在澳大利亚西澳大学市政工程系任访问学者。

　　“虽然在国外工作简单而轻松，但是一心怀揣报国志向的我想组建自己的团队，让自己多年的科研理想能够真正实行，为我国的页岩气开发事业做出贡献。于是，我来到中国科学院武汉岩土力学研究所，并着手建立团队。”邓守春说。

　　对于团队的培养，他始终是认真负责、亲力亲为，经常带领学生做算法和程序等基础工作，并结合他们的兴趣特长和研究课题展开专项指导。在项目执行方面，邓守春也会带领团队分析项目未来的发展前景，以及项目本身对于实际操作的应用价值。

　　在水力压裂，以及甲烷赋存、扩散与渗流机理等研究方面，计算力学、多场耦合机理和模型是一种重要的研究方法与手段，已经并将继续发挥重要作用，吸引了众多国内外专家学者投入该领域的研究。

　　目前，邓守春团队正在执行的项目包括“页岩储层水力压裂设计与模拟”和“页岩气多尺度渗流机制、模型与增渗方法研究”。

　　邓守春说，课题组的目标，即以“产能期望”为目标函数，从压裂设计出发，通过气藏模拟，进行历史拟合与产能预测，再反过来优化压裂设计的封闭迭代循环，实现压裂与产能预测的一体化描述。

　　就这样，邓守春长期从事固体材料本构、计算固体/流体动力学、多场耦合机理与模型，以及高性能并行算法研究工作，开发了多套计算力学、多场耦合和离散单元等并行计算程序，发表各类期刊论文二十余篇。

　　现在，作为课题负责人主持中科院先导科技专项“页岩气勘探开发基础理论与关键技术”之课题1项，主要研究领域包括：计算力学、多场耦合模型及其在页岩油气开发（渗流与水力压裂）中的应用。

　　对于未来，邓守春认为，基于产能预期的水力压裂优化或压裂—渗流—预测一体化研究是发展方向，他希望带领团队能够在相关领域取得技术突破，开发相应的产品。

　　“在科研这条道路上，我将带领团队风雨兼程地前进，不忘初心，并坚信科研的最终目的是为社会和国家服务。”邓守春说。