中国油页岩资源量巨大，开发利用油页岩资源对我国能源安全和经济发展意义重大。地下原位转化是通过人工加热油页岩储层，建立“地下炼厂”，原位将油页岩内部干酪根裂解转化为油气，该技术已成为油页岩资源清洁高效利用的重要发展方向。国内外已研发多种地下原位转化开采技术，我国也已成为掌握油页岩原位开采技术的国家之一。但是，现有技术主要依靠外部能量输入来加热地层，能量效率较低。中国工程院孙友宏院士和吉林大学郭威教授团队致力于油页岩局部化学反应法原位转化技术（TSA法）研究，通过预热地层触发原位链式氧化放热反应，可实现在基本无外部热量输入的情况下完成原位储层加热和干酪根裂解产油，大幅度降低了外部热量的消耗。十余年来，团队已建立TSA法基础理论体系，研发了TSA法关键技术与装备，实施了油页岩地下原位转化先导试验工程并成功原位产油。郭威教授系统性梳理总结了团队围绕TSA法的研究成果，综合讨论了TSA法工业化优势和所面临的主要技术难题，针对性提出了未来发展建议与攻关方向，可为油页岩资源规模化利用提供理论与技术支撑。相关研究认识刊登在《石油学报》第45卷第7期。
（1）阐明了局部化学反应法油页岩原位裂解机理，提出了局部化学反应触发的双边界温度理论，总结了油页岩裂解动力学、孔隙变化及裂解油组分分布规律；开展了低压和高压条件油页岩原位转化物理模拟实验，明确了TSA法工艺下储层温度场演化和有机质变化规律，能量回报率可达3.46，证明TSA法技术可行。
（2）研发了TSA法系列关键技术，主要包括储层改造技术、井下加热技术（井下电加热器和燃烧式加热器）和地下环境封闭技术（注浆帷幕技术和气驱止水封闭技术）等关键技术，并系统总结分析了各类技术原理、可行性、适应性和经济性。
（3）以松辽盆地油页岩地层为研究对象，开展了农安和扶余两处油页岩局部化学反应法原位转化先导试验工程，并均成功原位产油，证明TSA法和系列关键技术在原位条件下的可行性，形成了TSA法的技术工艺方案。
（4）提出油页岩资源原位转化油气-余热利用-CO2地质封存一体化创新构想，TSA法工艺可为中低熟页岩油和富油煤开发、原油原位制氢以及原位高价值产品转化提供新思路。提出了TSA法的技术攻关方向，包括原位储层加热解堵、复杂孔缝网形成方法、群井工艺调控策略、关键装备长期可靠性、原位催化提质增效方法和开采全过程安全控制。
论文链接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202407006
