發布時間：2019-10-22所屬分類：管理論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要: 我國煤層氣資源豐富，勘探開發起步較早，但近年來研究趨緩，增產遇到瓶頸。基于中國科學引文數據庫中 2008～ 2017 年以煤層氣為篇名的 1 092 篇文獻數據，分析我國煤層氣學術研究的趨勢、研究力量、研究方向、研究熱點及高被引論文等。結果表明，當前
摘 要: 我國煤層氣資源豐富，勘探開發起步較早，但近年來研究趨緩，增產遇到瓶頸�；谥袊茖W引文數據庫中 2008～ 2017 年以“煤層氣”為篇名的 1 092 篇文獻數據，分析我國煤層氣學術研究的趨勢、研究力量、研究方向、研究熱點及高被引論文等。結果表明，當前我國煤層氣學術論文增長趨緩; 煤層氣學術研究形成了不同研究群體間的合作關系，中國礦業大學秦勇等學者發文量較高，是我國煤層氣學術研究的中堅力量; 《天然氣工業》《煤田地質與勘探》《煤炭學報》刊載我國煤層氣學術論文最多; 學者們圍繞煤層氣儲層、開發技術、成藏、數值模擬等主題開展研究，形成當前我國煤層氣學術研究的熱點。
關鍵詞: 煤層氣; 研究現狀; 研究熱點; 文獻分析; 中國
我國煤層氣資源豐富，具有重要戰略意義。雖然我國煤層氣開發起步較早，但是近年出現了發展速度趨緩的問題，在煤層氣基礎地質理論、資源潛力、勘探方向及富集高產主控因素等方面仍然存在諸多難題，尤其是 2015 年煤層氣產量被起步較晚的頁巖氣超越，引起業界專家的高度重視[1-2]。為此，本文利用文獻大數據深度挖掘我國煤層氣學術研究的發文趨勢、主力研究機構與研究人員、主力發文期刊、研究方向等指標，分析我國煤層氣學術研究的現狀; 利用文獻高頻關鍵詞與關鍵詞共現關系，并結合相關文獻內容，探析我國煤層氣學術研究熱點，為相關科研工作者開展下步研究及科研合作等提供參考與借鑒。
1 數據來源及研究方法
中國科學引文數據庫( Chinese Science Citation Database，簡稱 CSCD) 創建于 1989 年，收錄我國數學、物理、化學、天文學、地學、生物學、農林科學、醫藥衛生、工程技術、環境科學和管理科學等領域出版的中英文科技核心期刊和優秀期刊千余種。中國科學引文數據庫分為核心庫和擴展庫，數據庫的來源期刊每兩年進行評選一次。核心庫的來源期刊經過嚴格的評選，是各學科領域中具有權威性和代表性的核心期刊。擴展庫的來源期刊經過大范圍的遴選，是我國各學科領域優秀的期刊。
本文選取中國科學引文數據庫 ( CSCD) 收錄的期刊文獻為數據來源，以“煤層氣”標題進行檢索，檢索時間為 2018 年 7 月 5 日，時間跨度選擇 2008 ～ 2017 年，共獲取用于分析的文獻數據 1 092 條。
利用 VOSviewer 可視化軟件及 Excel 統計分析軟件，本文對我國煤層氣學術文獻的研究機構、作者、發文期刊、研究方向、關鍵詞及高被引文獻進行分析，構建作者合作圖譜和關鍵詞共現圖譜，探析我國煤層氣學術研究的現狀、熱點及重要研究基礎。
2 數據分析及結論
2. 1 研究趨勢
文獻產出量是反映某個研究領域所處研究階段及預測研究趨勢的一項重要指標。我 國 煤 層 氣 2008—2017 年學術論文發文量的年度分布如圖 1 所示�？梢�，我國煤層氣研究近年來大致分為兩個階段: 發展階段( 2008 ～ 2011 年) 和增長趨緩階段 ( 2011～2017 年) 。
在發展階段( 2008 ～ 2011 年) ，我國煤層氣文獻量由 2008 年的 87 篇上升到 2011 年的 125 篇，增長了 43. 7%。在成熟階段( 2011 ～ 2017 年) ，文獻量增長曲線呈波動狀，但增長并不明顯，在 2012 年和 2015 年文獻量出現了小幅下降，這說明相關學術研究總體上進入相對成熟的階段，研究熱度增長趨緩，個別年份研究熱度下降。
2. 2 研究力量分析
文獻國際合作署名可以反映該領域科學研究的國際合作情況。我國煤層氣學術論文中，屬于國際合作的論文 7 篇，占比 0. 6%，國際合作論文的比例偏低。其中與澳大利亞合作發表 5 篇，與美國合作發表 1 篇，與英國合作發表 1 篇。
文獻作者及機構統計分析，有助于了解某個研究領域的主力研究力量。我國煤層氣學術論文的作者統計結果顯示，中國礦業大學秦勇發文量和被引頻次均居首位，發文量第 2 位的是中國地質大學湯達禎，第 3 位的是中國石油大學綦耀光。中國石油勘探開發研究院廊坊分院劉洪林雖然發文量排第 7，但被引頻次僅次于秦勇，達 176 次，也具有較高的學術影響力。此外，中國地質大學湯達禎、中國石油勘探開發研究院廊坊分院孫粉錦、中國礦業大學陳剛等學者的被引頻次也均在 100 次以上( 表 1) 。
我國煤層氣文獻作者共現圖譜可以顯示該領域的主要研究團隊及學者間的合作關系( 圖 2) 。圖中不同的顏色代表不同的研究群體聚類，節點大小代表節點的權重，節點間連線的粗細反映合作關系�？梢�，我國煤層氣學術研究形成了不同研究群體間的合作關系。但不同群體間連接線較細，合作關系的強度不高，說明不同研究群體間仍有較大的合作空間。
2. 3 發文期刊分析
《天然氣工業》《煤田地質與勘探》《煤炭學報》是刊載我國煤層氣學術論文數量最多的期刊，刊文量均在 150 篇以上，遠超其他期刊，屬于我國煤層氣學術研究成果發表的主要陣地( 表 2) 。
2. 4 研究方向分析
根據 Web of Science 研究方向分類，我國煤層氣研究論文主要發表在能源燃料( Energy Fuels) 和礦物學( Mineralogy) 方向，分別發文 489 篇和 452 篇。采礦礦物加工( MINING MINERAL PROCESSING) 、工程( ENGINEERING) 、環境科學生態( ENVIRONMENTAL SCIENCES ECOLOGY) 、地質( GEOLOGY) 等研究方向論文相對偏少，均不超過 100 篇 ( 圖 3) 。
2. 5 研究熱點分析
關鍵詞是對論文內容的高度概括與凝練，常被用來分析某個領域的研究熱點[3]。我國煤層氣研究論文的高頻關鍵詞如表 3 所示。除檢索詞“煤層氣”外，“煤層氣井”“沁水盆地”“滲透率”“數值模擬”“含氣量”“水平井”“吸附”“解吸”等關鍵詞的頻次較高，可以在一定程度上反映我國煤層氣領域的研究熱點。
利用 VOSviewer 可視化軟件，制作我國煤層氣學術論文的關鍵詞共現圖譜( 圖 4) 。圖中，不同的顏色代表不同的關鍵詞聚類，節點大小代表關鍵詞的權重，權重值越大，節點越大，反之則越小; 節點間的連線反映節點共現關系，共現次數越多，連線越粗，反之則越細。
基于關鍵詞共現圖譜及高頻關鍵詞，并結合相關文獻的內容，梳理我國煤層氣學術研究的熱點主要有以下幾個方面。
( 1) 煤層氣儲層研究，如滲透率、吸附、解吸等關鍵詞。煤層氣儲層具有典型的低孔低滲特征，作為一種非常規儲層，由基質孔隙和裂隙組成的雙孔隙系統是其與常規儲層的重要不同，系統研究煤層氣儲層，對煤層氣勘探開發至關重要。不少學者開展煤層氣儲層相關的研究，如陳振宏、裴柏林、康永尚等等學者圍繞煤層氣儲層滲透率開展研究，發表了高煤階煤層氣儲層動態滲透率特征及其對煤層氣產量的影響、煤層氣儲層三維滲透率變化規律實驗、中國煤儲層滲透率主控因素和煤層氣開發對策等研究成果[4-6]。朱 蘇 陽、張杰、李相方等圍繞煤層氣吸附-解吸特征、實驗、規律、機理等開展學術研究，發表了煤層氣吸附解吸規律研究進展、煤層氣氣驅吸附及解吸規律實驗研究、煤層氣與頁巖氣吸附 /解吸的理論再認識等成果[7-9]。
( 2) 煤層氣開發技術研究，相關高頻關鍵詞有水平井、排采、產能、水力壓裂、壓裂等。壓裂是煤層氣開發的重要技術，相關主題論文有 179 篇，學者針對 壓 裂 的 工 藝 技 術、壓 裂 實 驗、壓 裂 裂 縫 分析、壓裂液等開展研究，如侯景龍等在《中國工程科學》發文煤層氣開發壓裂技術在沁水煤田的實踐與應用，針對煤層氣特點以及開發過程中壓裂工藝技術存在的問題，研究了一項以套管注入，高排量，活性水攜砂為主的煤層氣清水壓裂配套工藝技術，在現場實踐應用效果良好[10]。陳尚斌等研究了清潔壓裂液對煤層氣吸附性能的影響[11]。唐書恒等采用數值模擬方法，分析了地應力對煤層氣井水力壓裂裂縫發育的影響[12]。在水平井鉆井技術方面，董建輝等在《煤田地質與勘探》發文煤層氣多分支水平井鉆井技術在樊莊區塊的應用[13]。在產能控制因素方面，趙欣、付玉通和張小東等分別研究了鄂爾多斯盆地東緣三區塊煤層氣井產能主控因素、延川南區塊深層煤層氣井產能主控因素和基于 AHP 和模糊數學評價地質構造對煤層氣產能的影響等[14-16]。
( 3) 煤層氣富集與成藏研究，關鍵詞有成藏條件、主控因素、富集規律等。研究表明，不同地區煤層氣富集的主控因素存在差異，如孫欽平等指出準噶爾盆地東南部低煤階煤層氣富集主控因素是構造、水文和蓋層[17]，而田文廣等研究寧武盆地南部煤層氣富集的主控因素，認為其受構造部位、應力場以及煤層頂底板封閉條件控制[18]。煤層氣與頁巖氣聚集的主控因素存在共性與不同，如姜文利等對比了煤層氣與頁巖氣聚集的主控因素，指出煤層氣與頁巖氣富集成藏均受厚度、熱成熟度、有機質含量和儲層孔隙、微裂隙發育等因素控制，煤層氣還受構造和水文地質等條件影響明顯[19]。此外，學者還針對煤層氣成藏條件、規律與模式等開展相關研究，陳振宏等建立了急傾斜煤層構造—水力封堵型混合氣富集成藏模式[20]，孫平等研究中國低煤階煤層氣成藏模式研究，總結出深部承壓式超壓成藏模式、盆緣緩坡晚期生物氣成藏模式及構造高點常規圈閉水動力成藏模式 3 種低煤階煤層氣成藏模式[21]。
( 4) 煤層氣數值模擬研究，如數值模擬高頻關鍵詞，相關論文有 37 篇。學者開展數值模擬的技術領域多樣，可見通過數值計算模擬來解決煤層氣領域科學與技術問題的熱門方法之一，相關研究有滲流規律數值模擬、壓裂數值模擬、開采數值模擬、運移規律數值模擬等。如楊新樂等研究了井間干擾對煤層氣滲流規律影響的數值模擬，建立了多井煤層氣滲流數學模型[22]。顏志豐等開展了沁水盆地南部煤層氣儲層壓裂過程數值模擬研究[23]。何雙喜等對煤層氣儲層縫網壓裂進行數值模擬分析，通過數值模擬為煤層氣儲層壓裂實現最大裂縫改造提供理論參考[24]。在煤層氣注采數值模擬方面，楊新樂、范超軍等( 2016) 針對低滲透煤層氣注熱開采，基于熱-流-固耦合數學模型進行數值模擬[25-26]，以提高對深部煤層氣儲層產氣規律預測的準確性，減小氣井設計誤差。圍繞運移規律數值模擬，楊新樂等針對熱采煤層氣藏過程煤層氣運移規律開展數值模擬，以得到注熱開采煤層氣藏過程中煤層氣的流動規律[27]。
2. 6 高被引論文
高被引論文受到相關領域學者較多的引用與關注，具有較高的學術影響力。梳理我國煤層氣學術論文中被引前 10 的論文，如表 4 所示。10 篇論文中，5 篇論文與煤層氣開發有關，探討了煤層氣產能影響因素如陳振宏等發表的《煤粉產出對高煤階煤層氣井產能的影響及其控制》《影響煤層氣井產量的關鍵因素分析以沁水盆地南部樊莊區塊為例》，陶樹等發表的《沁南煤層氣井產能影響因素分析及開發建議》，孟召平等發表的煤層氣 / 頁巖氣開發地質條件及其對比分析，唐書恒等發表的《地應力對煤層氣井水力壓裂裂縫發育的影響》; 2 篇論文與討論了煤層氣勘探開發前景，如黃籍中發表的《四川盆地頁巖氣與煤層氣勘探前景分析》和王接銘訓等發表的《鄂爾多斯盆地東緣煤層氣勘探開發前景》; 2 篇論文涉及煤層氣成藏研究，如秦勇等的論文《論多層疊置獨立含煤層氣系統以貴州織金-納雍煤田水公河向斜為例》和王懷勐等論文《煤層氣賦存的兩大地質控制因素》; 1 篇論文與煤層氣儲層研究相關，分析了煤層氣與頁巖氣吸附與解吸的理論，如李相方等發表的《煤層氣與頁巖氣吸附 /解吸的理論再認識》。
3 結論
本文基于中國科學引文數據庫中 2008 ～ 2017 年以“煤層氣”為篇名的 1 092 篇文獻數據，分析我國煤層氣學術研究的趨勢、研究力量、研究方向、研究熱點及高被引論文等，主要得出以下結論。
( 1) 我國煤層氣研究近年來大致分為兩個階段: 發 展 階 段 ( 2008 ～ 2011 年) 和 增 長 趨 緩 階 段 ( 2011～2017 年) 。
( 2) 我國煤層氣學術研究的國際合作比例偏低; 煤層氣學術研究形成了不同研究群體間的合作關系，不同研究群體間仍有較大的合作空間; 中國礦業大學秦勇等學者發文量較高，是我國煤層氣學術研究的中堅力量。
( 3) 《天然氣工業》《煤田地質與勘探》《煤炭學報》刊載我國煤層氣學術論文最多，是我國煤層氣學術成果發表的主要陣地。
( 4) 學者們圍繞煤層氣儲層、開發技術、成藏、數值模擬開展大量研究，形成當前我國煤層氣學術研究的熱點。
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