發(fā)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(fā)起步較早，但近年來研究趨緩，增產(chǎn)遇到瓶頸。基于中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫中 2008～ 2017 年以煤層氣為篇名的 1 092 篇文獻數(shù)據(jù)，分析我國煤層氣學(xué)術(shù)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(jié)果表明，當(dāng)前
摘 要: 我國煤層氣資源豐富，勘探開發(fā)起步較早，但近年來研究趨緩，增產(chǎn)遇到瓶頸。基于中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫中 2008～ 2017 年以“煤層氣”為篇名的 1 092 篇文獻數(shù)據(jù)，分析我國煤層氣學(xué)術(shù)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(jié)果表明，當(dāng)前我國煤層氣學(xué)術(shù)論文增長趨緩; 煤層氣學(xué)術(shù)研究形成了不同研究群體間的合作關(guān)系，中國礦業(yè)大學(xué)秦勇等學(xué)者發(fā)文量較高，是我國煤層氣學(xué)術(shù)研究的中堅力量; 《天然氣工業(yè)》《煤田地質(zhì)與勘探》《煤炭學(xué)報》刊載我國煤層氣學(xué)術(shù)論文最多; 學(xué)者們圍繞煤層氣儲層、開發(fā)技術(shù)、成藏、數(shù)值模擬等主題開展研究，形成當(dāng)前我國煤層氣學(xué)術(shù)研究的熱點。
關(guān)鍵詞: 煤層氣; 研究現(xiàn)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(zhàn)略意義。雖然我國煤層氣開發(fā)起步較早，但是近年出現(xiàn)了發(fā)展速度趨緩的問題，在煤層氣基礎(chǔ)地質(zhì)理論、資源潛力、勘探方向及富集高產(chǎn)主控因素等方面仍然存在諸多難題，尤其是 2015 年煤層氣產(chǎn)量被起步較晚的頁巖氣超越，引起業(yè)界專家的高度重視[1-2]。為此，本文利用文獻大數(shù)據(jù)深度挖掘我國煤層氣學(xué)術(shù)研究的發(fā)文趨勢、主力研究機構(gòu)與研究人員、主力發(fā)文期刊、研究方向等指標(biāo)，分析我國煤層氣學(xué)術(shù)研究的現(xiàn)狀; 利用文獻高頻關(guān)鍵詞與關(guān)鍵詞共現(xiàn)關(guān)系，并結(jié)合相關(guān)文獻內(nèi)容，探析我國煤層氣學(xué)術(shù)研究熱點，為相關(guān)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(shù)據(jù)來源及研究方法
中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫( Chinese Science Citation Database，簡稱 CSCD) 創(chuàng)建于 1989 年，收錄我國數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)、農(nóng)林科學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、工程技術(shù)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等領(lǐng)域出版的中英文科技核心期刊和優(yōu)秀期刊千余種。中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫分為核心庫和擴展庫，數(shù)據(jù)庫的來源期刊每兩年進行評選一次。核心庫的來源期刊經(jīng)過嚴(yán)格的評選，是各學(xué)科領(lǐng)域中具有權(quán)威性和代表性的核心期刊。擴展庫的來源期刊經(jīng)過大范圍的遴選，是我國各學(xué)科領(lǐng)域優(yōu)秀的期刊。
本文選取中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫 ( CSCD) 收錄的期刊文獻為數(shù)據(jù)來源，以“煤層氣”標(biāo)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(shù)據(jù) 1 092 條。
利用 VOSviewer 可視化軟件及 Excel 統(tǒng)計分析軟件，本文對我國煤層氣學(xué)術(shù)文獻的研究機構(gòu)、作者、發(fā)文期刊、研究方向、關(guān)鍵詞及高被引文獻進行分析，構(gòu)建作者合作圖譜和關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜，探析我國煤層氣學(xué)術(shù)研究的現(xiàn)狀、熱點及重要研究基礎(chǔ)。
2 數(shù)據(jù)分析及結(jié)論
2. 1 研究趨勢
文獻產(chǎn)出量是反映某個研究領(lǐng)域所處研究階段及預(yù)測研究趨勢的一項重要指標(biāo)。我 國 煤 層 氣 2008—2017 年學(xué)術(shù)論文發(fā)文量的年度分布如圖 1 所示。可見，我國煤層氣研究近年來大致分為兩個階段: 發(fā)展階段( 2008 ～ 2011 年) 和增長趨緩階段 ( 2011～2017 年) 。
在發(fā)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(xiàn)了小幅下降，這說明相關(guān)學(xué)術(shù)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(lǐng)域科學(xué)研究的國際合作情況。我國煤層氣學(xué)術(shù)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(fā)表 5 篇，與美國合作發(fā)表 1 篇，與英國合作發(fā)表 1 篇。
文獻作者及機構(gòu)統(tǒng)計分析，有助于了解某個研究領(lǐng)域的主力研究力量。我國煤層氣學(xué)術(shù)論文的作者統(tǒng)計結(jié)果顯示，中國礦業(yè)大學(xué)秦勇發(fā)文量和被引頻次均居首位，發(fā)文量第 2 位的是中國地質(zhì)大學(xué)湯達禎，第 3 位的是中國石油大學(xué)綦耀光。中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院劉洪林雖然發(fā)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(xué)術(shù)影響力。此外，中國地質(zhì)大學(xué)湯達禎、中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院孫粉錦、中國礦業(yè)大學(xué)陳剛等學(xué)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(xiàn)圖譜可以顯示該領(lǐng)域的主要研究團隊及學(xué)者間的合作關(guān)系( 圖 2) 。圖中不同的顏色代表不同的研究群體聚類，節(jié)點大小代表節(jié)點的權(quán)重，節(jié)點間連線的粗細反映合作關(guān)系。可見，我國煤層氣學(xué)術(shù)研究形成了不同研究群體間的合作關(guān)系。但不同群體間連接線較細，合作關(guān)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(fā)文期刊分析
《天然氣工業(yè)》《煤田地質(zhì)與勘探》《煤炭學(xué)報》是刊載我國煤層氣學(xué)術(shù)論文數(shù)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(xué)術(shù)研究成果發(fā)表的主要陣地( 表 2) 。
2. 4 研究方向分析
根據(jù) Web of Science 研究方向分類，我國煤層氣研究論文主要發(fā)表在能源燃料( Energy Fuels) 和礦物學(xué)( Mineralogy) 方向，分別發(fā)文 489 篇和 452 篇。采礦礦物加工( MINING MINERAL PROCESSING) 、工程( ENGINEERING) 、環(huán)境科學(xué)生態(tài)( ENVIRONMENTAL SCIENCES ECOLOGY) 、地質(zhì)( 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(guān)鍵詞是對論文內(nèi)容的高度概括與凝練，常被用來分析某個領(lǐng)域的研究熱點[3]。我國煤層氣研究論文的高頻關(guān)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(shù)值模擬”“含氣量”“水平井”“吸附”“解吸”等關(guān)鍵詞的頻次較高，可以在一定程度上反映我國煤層氣領(lǐng)域的研究熱點。
利用 VOSviewer 可視化軟件，制作我國煤層氣學(xué)術(shù)論文的關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜( 圖 4) 。圖中，不同的顏色代表不同的關(guān)鍵詞聚類，節(jié)點大小代表關(guān)鍵詞的權(quán)重，權(quán)重值越大，節(jié)點越大，反之則越小; 節(jié)點間的連線反映節(jié)點共現(xiàn)關(guān)系，共現(xiàn)次數(shù)越多，連線越粗，反之則越細。
基于關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜及高頻關(guān)鍵詞，并結(jié)合相關(guān)文獻的內(nèi)容，梳理我國煤層氣學(xué)術(shù)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(guān)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(guī)儲層，由基質(zhì)孔隙和裂隙組成的雙孔隙系統(tǒng)是其與常規(guī)儲層的重要不同，系統(tǒng)研究煤層氣儲層，對煤層氣勘探開發(fā)至關(guān)重要。不少學(xué)者開展煤層氣儲層相關(guān)的研究，如陳振宏、裴柏林、康永尚等等學(xué)者圍繞煤層氣儲層滲透率開展研究，發(fā)表了高煤階煤層氣儲層動態(tài)滲透率特征及其對煤層氣產(chǎn)量的影響、煤層氣儲層三維滲透率變化規(guī)律實驗、中國煤儲層滲透率主控因素和煤層氣開發(fā)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(guī)律、機理等開展學(xué)術(shù)研究，發(fā)表了煤層氣吸附解吸規(guī)律研究進展、煤層氣氣驅(qū)吸附及解吸規(guī)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(fā)技術(shù)研究，相關(guān)高頻關(guān)鍵詞有水平井、排采、產(chǎn)能、水力壓裂、壓裂等。壓裂是煤層氣開發(fā)的重要技術(shù)，相關(guān)主題論文有 179 篇，學(xué)者針對 壓 裂 的 工 藝 技 術(shù)、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(xué)》發(fā)文煤層氣開發(fā)壓裂技術(shù)在沁水煤田的實踐與應(yīng)用，針對煤層氣特點以及開發(fā)過程中壓裂工藝技術(shù)存在的問題，研究了一項以套管注入，高排量，活性水?dāng)y砂為主的煤層氣清水壓裂配套工藝技術(shù)，在現(xiàn)場實踐應(yīng)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(shù)值模擬方法，分析了地應(yīng)力對煤層氣井水力壓裂裂縫發(fā)育的影響[12]。在水平井鉆井技術(shù)方面，董建輝等在《煤田地質(zhì)與勘探》發(fā)文煤層氣多分支水平井鉆井技術(shù)在樊莊區(qū)塊的應(yīng)用[13]。在產(chǎn)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(qū)塊煤層氣井產(chǎn)能主控因素、延川南區(qū)塊深層煤層氣井產(chǎn)能主控因素和基于 AHP 和模糊數(shù)學(xué)評價地質(zhì)構(gòu)造對煤層氣產(chǎn)能的影響等[14-16]。
( 3) 煤層氣富集與成藏研究，關(guān)鍵詞有成藏條件、主控因素、富集規(guī)律等。研究表明，不同地區(qū)煤層氣富集的主控因素存在差異，如孫欽平等指出準(zhǔn)噶爾盆地東南部低煤階煤層氣富集主控因素是構(gòu)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(gòu)造部位、應(yīng)力場以及煤層頂?shù)装宸忾]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(zhì)含量和儲層孔隙、微裂隙發(fā)育等因素控制，煤層氣還受構(gòu)造和水文地質(zhì)等條件影響明顯[19]。此外，學(xué)者還針對煤層氣成藏條件、規(guī)律與模式等開展相關(guān)研究，陳振宏等建立了急傾斜煤層構(gòu)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(jié)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(gòu)造高點常規(guī)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(shù)值模擬研究，如數(shù)值模擬高頻關(guān)鍵詞，相關(guān)論文有 37 篇。學(xué)者開展數(shù)值模擬的技術(shù)領(lǐng)域多樣，可見通過數(shù)值計算模擬來解決煤層氣領(lǐng)域科學(xué)與技術(shù)問題的熱門方法之一，相關(guān)研究有滲流規(guī)律數(shù)值模擬、壓裂數(shù)值模擬、開采數(shù)值模擬、運移規(guī)律數(shù)值模擬等。如楊新樂等研究了井間干擾對煤層氣滲流規(guī)律影響的數(shù)值模擬，建立了多井煤層氣滲流數(shù)學(xué)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(shù)值模擬研究[23]。何雙喜等對煤層氣儲層縫網(wǎng)壓裂進行數(shù)值模擬分析，通過數(shù)值模擬為煤層氣儲層壓裂實現(xiàn)最大裂縫改造提供理論參考[24]。在煤層氣注采數(shù)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(shù)學(xué)模型進行數(shù)值模擬[25-26]，以提高對深部煤層氣儲層產(chǎn)氣規(guī)律預(yù)測的準(zhǔn)確性，減小氣井設(shè)計誤差。圍繞運移規(guī)律數(shù)值模擬，楊新樂等針對熱采煤層氣藏過程煤層氣運移規(guī)律開展數(shù)值模擬，以得到注熱開采煤層氣藏過程中煤層氣的流動規(guī)律[27]。
2. 6 高被引論文
高被引論文受到相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者較多的引用與關(guān)注，具有較高的學(xué)術(shù)影響力。梳理我國煤層氣學(xué)術(shù)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(fā)有關(guān)，探討了煤層氣產(chǎn)能影響因素如陳振宏等發(fā)表的《煤粉產(chǎn)出對高煤階煤層氣井產(chǎn)能的影響及其控制》《影響煤層氣井產(chǎn)量的關(guān)鍵因素分析以沁水盆地南部樊莊區(qū)塊為例》，陶樹等發(fā)表的《沁南煤層氣井產(chǎn)能影響因素分析及開發(fā)建議》，孟召平等發(fā)表的煤層氣 / 頁巖氣開發(fā)地質(zhì)條件及其對比分析，唐書恒等發(fā)表的《地應(yīng)力對煤層氣井水力壓裂裂縫發(fā)育的影響》; 2 篇論文與討論了煤層氣勘探開發(fā)前景，如黃籍中發(fā)表的《四川盆地頁巖氣與煤層氣勘探前景分析》和王接銘訓(xùn)等發(fā)表的《鄂爾多斯盆地東緣煤層氣勘探開發(fā)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(tǒng)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(zhì)控制因素》; 1 篇論文與煤層氣儲層研究相關(guān)，分析了煤層氣與頁巖氣吸附與解吸的理論，如李相方等發(fā)表的《煤層氣與頁巖氣吸附 /解吸的理論再認識》。
3 結(jié)論
本文基于中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫中 2008 ～ 2017 年以“煤層氣”為篇名的 1 092 篇文獻數(shù)據(jù)，分析我國煤層氣學(xué)術(shù)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(jié)論。
( 1) 我國煤層氣研究近年來大致分為兩個階段: 發(fā) 展 階 段 ( 2008 ～ 2011 年) 和 增 長 趨 緩 階 段 ( 2011～2017 年) 。
( 2) 我國煤層氣學(xué)術(shù)研究的國際合作比例偏低; 煤層氣學(xué)術(shù)研究形成了不同研究群體間的合作關(guān)系，不同研究群體間仍有較大的合作空間; 中國礦業(yè)大學(xué)秦勇等學(xué)者發(fā)文量較高，是我國煤層氣學(xué)術(shù)研究的中堅力量。
( 3) 《天然氣工業(yè)》《煤田地質(zhì)與勘探》《煤炭學(xué)報》刊載我國煤層氣學(xué)術(shù)論文最多，是我國煤層氣學(xué)術(shù)成果發(fā)表的主要陣地。
( 4) 學(xué)者們圍繞煤層氣儲層、開發(fā)技術(shù)、成藏、數(shù)值模擬開展大量研究，形成當(dāng)前我國煤層氣學(xué)術(shù)研究的熱點。
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