中国の褐炭層ガス研究分野は深層褐炭層ガスの開発に焦点を当てている。しかし、中浅層褐炭層ガス資源量は豊富であり、埋蔵量の確定度は高いが、現在主に大量の吸着ガスを効果的に動用できない問題に直面している。もし残存吸着ガスを効果的に動用できれば、中浅層褐炭層ガスの生産能力規模は突破できる。中浅層褐炭層ガス地上掘削方式による回収率向上技術の発展方向を明確にするために、「現地解吸―基質拡散―裂け目浸透―亀裂導流」の連鎖伝質モデルに基づき深く検討し、中浅層褐炭層ガス回収率の定義と内容を概説した。その中で、基質拡散は微視的解吸と巨視的浸透をつなぐ重要な段階として、全体回収率の制約コアであると明確に示された。研究結果は影響因子を2類に体系的に整理した：①圧力低下波及効率に影響する浸透主制御因子（亀裂導流能力、井網配置、圧力低下速度等）、②解吸効率に影響する拡散主制御因子（基質ブロックサイズ、気体拡散係数、含水飽和度、温度及び圧力条件等）。これに基づき、主流技術（井網最適化、注入ガス置換（CO₂、N₂）、負圧抽出、促解吸剤注入、物理場増強（音波、マイクロ波、電場）、微生物増産及び水力割れ等）を体系的に整理し、適用条件、現場応用効果及び失効メカニズムを分析した。研究により、これら技術は一定条件下で産出量を向上させることができるものの、一般的な制約「基質への難進入、エネルギーの容易な散逸、増産効果の制限」が存在し、外部エネルギーが基質内部に効果的に作用しにくく、圧力低下波及範囲が制限され、解吸効率向上幅が不足し、増産効果が時間経過と共に急速に減少し、持続的な開発が困難となることが判明した。中浅層褐炭層ガス開発において、採取可能埋蔵量の動用速度（すなわち動力学過程）は、その絶対値（熱力学状態）よりも実際的な意味を持つ。基質内吸着ガスを迅速かつ効率的に動用することが産ガス量増加と回収率向上の鍵である。したがって、地上掘削による回収率向上技術は、基質の伝質動力増大、基質ブロックサイズの縮小、および基質気相の流動能力増加の3つの側面を中心に研究を進めるべきである。そのうち、基質ブロックサイズの縮小は現在最も突破しやすい方向であり、基質伝質動力増大の影響効果は限定的であり、基質気相の流動能力増加は長期的な取り組みを要する。

中浅層褐炭層ガス;地上掘削;回収率向上;主制御因子;技術的制約;発展方向