本刊记者  钱朝军    

　　 孙友宏，1965年7月出生，江苏如皋人，地质工程专业教授，博士导师。现任吉林大学建设工程学院院长，吉林大学“国土资源部复杂条件钻进技术开放研究实验室”主任，吉林大学地热资源勘探开发教育部工程研究中心主任。国务院政府特殊津贴获得者，国家新世纪“百千万人才工程”获选者。
　　 主要在油页岩勘探开发、天然气水合物钻采、大陆科学钻探装备和仿生钻头等领域进行研究。先后主持国家“863”项目、科技部国际合作项目、国家自然科学基金和省部级各类科研项目40余项，先后获得国家级教学成果奖二等奖1项，国土资源部科学技术奖一等奖2项、二等奖1项，教育部技术发明奖一等奖1项，吉林省科技进步奖二等奖1项，吉林省教学成果奖一等奖1项、二等奖1项；以第一发明人共获得专利100余项，其中，美国发明专利2项，中国发明专利42项，大部分专利已得到应用；出版专著4本；公开发表学术论文200余篇，其中SCI检索论文20余篇，EI检索论文27篇。    
　　 2009年，教育部、财政部启动了产业“跃升计划”专项“国家潜在油气资源（油页岩勘探开发利用）产学研用合作创新项目”，吉林大学建设工程学院院长孙友宏担任项目执行总负责人。经过4年多的钻研，如今，项目已取得突破性成果。

时不我待的油页岩资源开发

　　 吉林大学20000平米建筑面积的油页岩综合楼实验基地里，身为“国家潜在油气资源（油页岩勘探开发利用）产学研用合作创新项目”执行总负责人的孙友宏眼睛正紧紧地盯着实验设备中大大小小几块褐色的石头。这些石头从外表上看来与其他普通的石头几乎没什么两样，不过如果拿起一块往地上一摔，就会摔成许多片状的碎块，看起来就像一页页的纸叠起来似的，人们因此管它叫油页岩。

　　 油页岩是由中生代或新生代的低等藻类生物、高等水生、陆生植物的残体腐解的有机质与淤泥、粉沙等形成腐泥物质，经成岩作用和挥发物质散失等物理化学作用沉积而成。是一种高灰分的固体可燃有机沉积岩，有机质含量较高，含油率通常在3.5-10%，发热量是煤发热量的30-50%。
孙友宏教授将其中一块油页岩插上两个“针头”，这是一个电极，我们假设这是油页岩地层，在上面钻两个孔，分别下入电极的正极和负极，通过地下高压电，把岩层击穿，产生石墨化裂隙，然后再通过工频电对它进行加热，这样就能提取页岩油。
　　 众所周知，石油是当今世界最主要的能源之一，一直是关乎世界各国政治版图、经济发展和民众生活的重要议题。我国是世界最早发现和利用石油的国家之一，但是目前我国的石油储备量仅占全球的2%，随着我国经济的快速发展，石油对外依存度还在逐年增加，至2014年中国原油对外依存度已逼近60%。如何开发利用潜在的油气资源是缓解现今能源危机、提高油气资源产能和保证国家能源安全最有效的途径之一，已成为一件迫在眉睫的大事。
　　 在这种情况下，油页岩资源的勘探开发和利用的问题被迫切地摆到了我国科研工作者的案头。油页岩蕴藏着干酪根物质，石油和天然气都是由此生成，未来可作为石油和天然气的替代资源。孙友宏手中的一份新一轮全国油页岩资源评价结果显示：全国预测油页岩资源7256亿吨，页岩油资源476亿吨，相当于传统石油探明储量的1.5倍，居世界第4位，开发利用的潜力巨大。
　　 孙友宏教授向记者介绍，油页岩全身上下都是宝，可以干馏提取页岩油、瓦斯气，还可用于发电和供暖。干馏和发电后的灰渣可用于提取化工产品、稀土与贵重金属，加工生产建筑材料、多功能材料等。但是在此之前的一百年间，我国对油页岩的勘探、开发和利用的能力还很有限，原因在于技术难度大和成本高等原因，一直未能大规模开发利用。
　　 根据我国未来油气资源的战略需求，结合我国油页岩资源实际地质条件和开发利用现状，孙友宏所在的吉林大学联合国内外6家大学、3家研究所和7家生产单位等16家油页岩领域的优势单位，于2009年8月向国家教育部和财政部提出了“国家潜在油气资源（油页岩勘探开发利用）产学研用合作创新项目”的申请。2010年1月18日，教育部在长春组织召开了各合作单位参加的项目启动会，标志着项目的正式启动。而该项目的执行总负责人的重担就落在了孙友宏教授的肩上。

强大的团队方能缔造创新模式

　　 孙友宏教授始终坚定地认为，做好一个科研项目，绝非是一两个人能够完成的，必须依靠一个强大的团队，跨学科、多工种地形成一个系统，按照科研规律办事，持之以恒肯定会有成果。这一次的“油页岩”项目便汇集了吉林大学、中国科学院地质与地球物理研究所、中国地质大学（北京）、中国石油大学（北京）、中国地质装备总公司等多个单位联合参与，堪称油气资源行业的国家队。不仅如此，项目组还聘请了李廷栋院士等17位专家作为项目科技与咨询委员会成员，是团队的坚强后盾和智囊。政府也从政策、环境、资金等项目开展的各个方面给予了全力支持和配合。因此，尽管项目很大，难度不小，但是孙友宏教授自始至终都保持着必胜的信心。
　　 目前，工业上对油页岩资源的利用主要是通过传统露天开采，将油页岩矿石开采到地表后，再经过低温干馏，制取页岩油或燃烧发电。这种技术属于粗放型，每次只能提炼出5%-7%的页岩油，却产生超过90%的废渣。废气、废水和废渣污染环境，这成了世界性难题。美国和国际上一些大型石油公司一直在致力于油页岩地下原位转化技术的研发，直接给地下的油页岩层加热，使它在地下裂解，生产出页岩油和天然气，最后通过生产井把油气开采出来。但由于技术开发的难度太大和使用条件的限制，至今未能商业化生产。而在此之前，我国在油页岩原位开采技术上的研究几乎还是空白，在基础理论研究和工艺技术研究上也基本属于起步阶段。
　　 所有的困难并没有吓退孙友宏教授和他的团队，熟悉他的人都了解，他是一个越遇到挑战越兴奋的人。在孙友宏教授的字典里，只有“迎难而上”，没有“挫折退缩”。团队核心负责人之一郭威教授也提到，孙教授除了对自己严苛外，还经常跟着课题组早晨七点工作到凌晨十二点，这是常有的事，逢年过节也是如此。有的时候甚至为了一个项目汇报材料或解决一个技术难题一干就是通宵。因为在他们看来，科研过程中如果没有一个个需要攻克的难关，科研成果就不能领先别人。反复发现和解决问题正是不断提高科研成果含金量的过程。
　　 在孙友宏教授的精神感染下，项目组的全体成员经过四年艰苦决绝的奋斗，针对我国油气资源领域未来发展的重大科学问题和关键技术难题，围绕六大创新平台和六大攻关课题进行关键技术和共性技术的攻关研究与重大技术装备的研发取得了重大突破。
　　 回忆起过去的上千个日日夜夜，孙友宏教授动容地表示，团队的每一位成员都付出了常人难以想象的精力和心血。尤其是像在出野外的科研中，环境条件非常艰苦，但是大家都能够坚守，哪怕离家只有几十公里的距离，也没人提出回家去住，而是为了科研的顺利进行，几过家门而不入的常驻野外。
　　 就是这样一群“当代大禹”，向自然界进行着自我挑战。团队先后建设24个油页岩相关实验室，组成了6个科技创新平台，具备了油页岩研发所需的优越条件。在关键技术研发方面，以油页岩地下原位开采技术和油页岩综合利用技术为重点，开展了油页岩资源从评价、勘探、开采、利用到环保的关键技术产业链。
　　 团队完成了松辽、桦甸、梅河等重点含油页岩盆地进行资源评价，优选出扶余-长春岭和农安-永安两个优质油页岩含矿区作为油页岩产学研用项目的野外试验基地，评价了试验基地的区域地质特征与水文地质条件、研发了污染物迁移转化过程模拟系统。
　　 团队还自行研发了JLEM12型电磁探测系统、便携式现场近红外光谱仪、原位高温高压光纤监测系统、油页岩矿层识别与综合处理系统等性能卓越的仪器设备，形成了我国自主产权的油页岩地球物理探测关键技术与仪器。
　　 特别值得一提的是，在油页岩原位裂解技术方法的研究中，团队结合中国特殊的油页岩埋藏特点，研发了近临界水地下原位裂解技术（SCW法）、地下原位高压－工频电加热技术（HVF法）和地下原位局部化学法（TS法）三种油页岩的原位转化工艺。
　　 近临界水法原位裂解技术是以近临界水作为传质介质和提取剂，在地下经过浸润、溶胀、渗透和提取的过程，可将油页岩内部的干酪根有机质裂解成油气产物，并由循环的近临界水携带采出。
　　 局部化学反应法原位裂解技术是吉林大学和以色列科学家合作开发的油页岩原位转化新技术。该技术将热燃气和空气的混合气体注入到地下油页岩层，通过化学热强化处理的过程在油页岩层引发局部化学反应，进而可经济、高效地提取出页岩油。
　　 高压-工频电加热原位裂解技术由吉林大学与俄罗斯托木斯克理工大学共同研发，该技术首先利用高压电击穿油页岩层，使其内部形成具有强导热与导电能力等离子导电通道，然后通过外加工频电压即可实现对油页岩层加热，裂解出页岩油，大大提高了加热效率。
　　 在孙友宏教授的笔记本中精心记载着每一次试验的结果数据，这三种原位转化技术都已在实验室获得了成功，为油页岩原位开发技术的工程实施提供了大量的实验数据。孙友宏教授介绍说，实现油页岩地下原位开采技术，不仅能缓解我国油气资源紧缺的局面，更能实现生态环保，形成技术链、产业链、学术体系链，以及专门的新兴学科领域。
　　 团队针对我国油气资源领域未来发展的重大科学问题和关键技术难题，形成了我国未来油页岩资源勘探开发利用可持续的创新能力。取得了一批创新性的基础理论成果和具有自主知识产权的重大技术成果，项目完成期间，已发表相关学术论文266篇，其中SCI收录101篇，EI、ISTP收录87篇；申请专利48项，其中发明专利25项；完成软件著作6项；逐步构建国家油页岩资源勘探开发利用的技术体系和服务体系，建立了一种以大学为依托、“产学研用”合作创新的新模式与新机制，进行了科研组织模式、管理体制和运行机制等方面的探索与试点，建立了一套有利于发展的创新模式。

“结束”是另一种开始

　　 “油页岩”的项目大部分课题都已结束验收，这一点意味着，在寻找替代资源的路上，我们又向前迈出了坚实的一步。谈及未来，孙友宏教授表示这个项目虽然已经基本结束，但是要做的事情还有很多，“结束”只是另一种开始。
　　 首先便是要稳定住这支现有的队伍。这支无坚不摧的团队是获得最终胜利的基石，他正在积极向国家申请油页岩的国家地方联合工程实验室，希望能够得到国家的后续支持，让这支人马就项目中的有些难题继续进行攻关。吉林省委省政府对此十分重视，作为这一项国家级科研计划的延伸，特别资助吉林大学开展该课题研究，先后从吉林省的“双十”重大项目和新兴战略产业项目给予支持。
　　 其次，孙友宏教授迫切地希望团队的研究成果能够推广出去，真正意义上实现科研成果的实用化和产业化转换，能为祖国的建设发展出一份力，因为他觉得科研不能只是空中楼阁，只有能够解决实际问题的科研成果才有价值。能否和企业做好对接，能否利用企业的优势来推动自身，这个非常关键，正所谓“一个有效的市场需求胜过10所大学”。如何把优势资源转变成优势产业，加快推进油页岩开发利用，将是一个巨大的考验。
　　 孙友宏教授和他的团队同事们依旧在为油页岩不停的忙碌着，就在不久前的2014年底，国际油页岩勘探开发利用学术研讨会暨第八届亚洲太平洋地区地质资源与地质工程国际学术会议在吉林大学举办。来自中国、俄罗斯、以色列、德国、美国、澳大利亚的油页岩勘探开发利用和地质资源与工程领域的100余名著名专家学者参加了会议。会议围绕油页岩地下原位转化技术；油页岩地面干馏、发电相关技术；油页岩综合利用技术；油页岩资源评价和环境保护；吉林省油页岩原位开发与综合利用技术5个主题展开。担任会议组委会主席的正是孙友宏教授。
　　 “我国的油页岩地下原位转化开采如果实现了，世界其他地区的油页岩地下原地开采问题也会迎刃而解。”这是本次会议之后，孙友宏教授和他的同事们嘴上最常挂着的一句话。这样一批有着胸怀和担当的新时代中国科研工作者，他们将继续在油页岩开发利用这条艰苦的道路上风雨兼程，奋勇前行。