可控冲击波项目团队是邱爱慈院士和张永民教授带领的一支创新型科研团队,团队始终以为国家能源供给安全做贡献为己任,致力于将来源于国防科研领域的高功率脉冲技术应用于我国能源开发的独创性科学研究和技术攻关。
近十几年来,在国家863、973、科技支撑计划、自然科学基金等项目的支持下,成功研发了放电等离子体直接驱动含能材料产生高强度冲击波的新机理、新方法,发明了井下特种高功率脉冲源和放电等离子体驱动含能棒的能量转换系统,研发了系列化的重复可控冲击波产生装备。基于该装备,突破了现有技术难以对储层进行精细、均衡、可控改造的技术瓶颈,在提高油气田采收率和解决煤炭瓦斯安全方面取得显著成效,其中:低渗透油井增产达2倍,煤层气产量提高6倍,煤层瓦斯排出流量提高11倍。目前,这两方面的应用以进入成果转化阶段,已与多家单位签署了成果转化协议或达成了意向,若能推广应用于国内10万口油气井,每年可增采油1500万吨、气300亿立方米,资源价值巨大,社会效益显著。
近两年内,项目团队得到了越来越多行业内专家的关注。在第S52次“变革性技术关键科学问题前沿和热点”和第S53次“矿业领域颠覆性技术”香山科学会议上,可控冲击波技术被正式推荐为变革性技术。之后,“页岩油开发可控冲击波压裂技术的基础研究”项目被列入2020年度“变革性技术关键科学问题”重点专项指南,项目团队牵头完成项目论证和答辩,并于2021年正式启动。该项目通过深入研究高温高压环境中应用的可控冲击波技术,将有力支撑页岩油原位开采技术的发展。同时,可控冲击波技术引起了矿业领域的极大关注,多名专家指出:可控冲击波技术预裂、弱化岩石的技术特征,有望解决煤矿、金属矿和隧道掘进中的冲击地压防治和硬岩致裂等难题,为我国深层矿产资源开发、川藏铁路等战略工程建设提供重要技术支撑。针对这一应用,邱爱慈院士带领团队积极部署开展相关基础研究,并将该应用作为“先进多功能强脉冲产生与应用创新平台”的主要内容,向国家发改委提交了论证报告,力争在今后的研究中实现更大的突破,为川藏铁路等国家重大战略工程建设做出贡献,该项目也已得到批复,进入实质论证阶段。
综上所述,可控冲击波技术应用从早期的油田增产已逐步扩展到非常规油气开发、煤炭生产安全,目前正在向资源开发和交通领域进军,未来必将在我国国民经济建设主战场和国家能源供给安全提供重要支撑。
通过近十年的研究,可控冲击波团队获授权国家发明专利十余项、软件著作权1项,发表文章48篇,在国内国际会议上做特邀报告20次。团队先后培养博士生5名,硕士生十余名,形成了一支包括电气、机械、石油、煤炭等多专业领域技术骨干的学科交叉的创新型技术团队。
“可控冲击波预裂增透煤层技术”被国家煤监局列入2016年《煤矿安全生产先进适用技术推广目录》。2019年召开的“重复可控冲击波储层改造技术与装备”技术鉴定会上,可控冲击波技术被多位院士组成的项目鉴定委员会认为:“该成果是非常规油气开采领域中的变革性技术,国际首创,具有安全、环保、节能、低成本的优势,整体技术达到国际领先水平”。2020年4月22日,习近平总书记视察西安交通大学,对可控冲击波技术成果高度关注,并给予肯定。