煤炭地下气化(UCG)将传统的固态采煤转变为流态化采煤，同时在碳减排方面具有极大优势。煤炭流态化开采-转化一体化作为一种颠覆突破技术，需要研发原位流态化开采的地质保障技术[1]。滕吉文等[2]指出，UCG为中国能源发展的必然选择和高效煤炭能源结构发展的战略所驱，对缺油少气富煤资源禀赋的我国来讲更是一个长远的必然方略。相对于地面煤化工装置，UCG炉载体为地质体，对地质条件的认识是推进UCG产业化进程的关键[3]。
国内近年来开展了UCG地质条件专项研究，取得可贵认识[4-8]。然而，前期研究总体上偏向于煤矿床地质研究，难以满足UCG项目风险控制分析要求。鉴于此，笔者将UCG项目风险控制总目标分解为建炉地质可行性、气化生产易控性、气化过程安全性、气化生产经济性4个子目标，探讨地质条件与潜在风险之间因果关系，进而提出了UCG地质分析与地质评价的新思路。
1 问题提出
全球UCG技术进步得益于3个关键历史节点，包括美国工程师Anson于1910年发明UCG技术方案、前苏联20世纪三四十年代形成UCG工艺技术以及美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室20世纪70年代发明可控后退式注入点(CRIP)控制工艺[9-10]。我国UCG现场试验始于1958年，至今已经历5个发展阶段，其中的3个里程碑分别为马庄矿井式UCG现场试验、“长通道大断面两阶段”UCG工艺发明和内蒙乌兰察布钻井式UCG现场试验，均为余力教授和梁杰教授团队的贡献，目前处于现场试验的扩展阶段(图1)。
图1 中国UCG探索与现场试验历程
Fig.1 History of UCG exploration and pilot field tests in China
UCG综合研究和开发的基本步骤是过程建模，包括诸多环节，每一环节都涉及地质问题[11]。UCG技术应用推广目前尚存某些地质条件约束[12]，例如，浅部UCG炉压力较低，热损失大，热效率低，产品气质量低，并可能造成地表沉陷和热害；薄煤层往往难以UCG经济开采，除非存在密集多煤层条件；注入井和生产井建造成本高，需要井对之间赋存有足够数量的可气化煤量；作为炉壁的围岩在高温作用下，力学性质发生变化，导致构造变形和岩石位移，潜在着地下水污染和地表沉降的风险。
UCG项目风险客观存在，国外研究和实践对此提出了严格的地质条件约束要求[6]。我国研究者对UCG可行性条件做过大量研究，但对源头地质条件认识的高度、细致程度和深度仍显不足[13-14]。同时，UCG技术潜在多个扩展利用方向，如利用地下气化辐射热联合开采煤层气、油砂或油页岩，作为地下储气库、CO2地质储存与埋藏(CCS)等[6]。但是，如同煤炭固态开采一样，UCG不仅会造成地层扰动，而且在此基础上叠加了高温对地质条件的强烈改变，造成UCG扩展利用存在的地质风险不明，探测、评价和预测方法尚未建立。
UCG为满足我国燃气供给战略需求的潜在途径，但绝非局限于CO2减排[3]。为此，UCG技术产业化还需从“技术”层面予以推进。其中，地质工作围绕“规避”展开，包括规避炉体建造环境安全、生产安全以及不可持续生产等风险，概括为“地质风险”，涉及到UCG地质条件的研究、勘查、评价与预测，贯穿于规划布局、炉址优选、气化生产、燃后处理整个过程[3]。
衡量UCG产业化的最终标志包括4个方面：一是UCG炉运行安全可控，二是规模性持续转化煤炭的能力，三是合成气质量和产能，四是环境承载力[3]。然而，国内先前多数UCG地质评价或局限于单因素对UCG可行性的分析，或陷入复杂数学模型设计，面向项目风险控制的针对性较弱，几乎没有考虑参数指标“阈值”，将某些明显具有“一票否决”的阈值指标也“模糊”地参与评价，既不甚客观，现场应用也极不方便。国外UCG地质评价多采用列表式定性分析，或将地质条件隐含在传热传质模型中开展综合数值模拟，缺乏分层次、分目标的定量评价，难以衡量特定地质要素对UCG可行性的影响。
UCG项目第1个步骤是构建地下气化炉，接着点火生产并按设计要求保证气化运行可控。整个过程中，无论气化生产还是环境保护，均需要地质保障。同时，任何商业性项目乃至民用产业均以创造价值为根本目的，否则产业将会失去发展驱动力。或者说，针对性的UCG地质分析应围绕“四性”展开，即建炉地质可行性、气化生产易控性、气化过程安全性和气化生产经济性。同时，需要明确层次结构和不同地质因素的重要性，简化相关算法及计算模型。
2 UCG地质条件分析
UCG项目及其工程设计具有高度的现场特定性，成功的UCG项目取决于对目标煤层及其围岩地质属性和炉区地质条件的充分了解[15]。进一步而言，UCG项目可行性依赖上述“四性”予以保障，地质条件就是需考虑的风险因素。
2.1 UCG建炉可行性地质要素
UCG炉高质量建造具有两重含义：一是井眼在钻井及后续气化生产过程中的稳定性，保证炉体建成及气水产物通道畅通，关键地质因素是煤体结构或强度；二是井眼轨迹可控制在设计误差范围，保证水平井眼始终位于煤层之中且处于设计位置，主要受控于煤层厚度、结构及其稳定性，也与煤层产状及其稳定性密切相关。
2.1.1 井壁稳定性地质影响因素
煤层井壁失稳的外在地质因素是构造、地应力场和埋深[16-17]，内在地质因素涉及煤体结构、煤层裂隙发育程度和产状、孔隙结构、吸附性、煤岩类型、灰分、矿物组成以及由它们控制的力学性质[18-19]。其中，煤层裂隙越发育，破碎程度越高，则力学强度越低，导致裂隙发育成为煤层井壁失稳的根本原因[20]。
煤体结构越破碎，井壁稳定性越差，煤体结构是井壁稳定性的主控因素[21]。原生结构煤的结构相对完整，井壁稳定性好；碎裂煤井壁会由于张性破裂而产生垮塌，造成严重扩径；碎粒煤与糜棱煤分层存在大量煤粉，煤粉亲水性强，容易进入钻井液而造成井壁严重垮塌。例如，焦作矿区恩村井田二1煤层，碎粒煤～糜棱煤分层占比增加，直井平均井径随之增大[17]。
煤体结构体现了煤层强度，常用煤的坚固性系数(f)表征。淮南矿区13-1煤层是该区最厚的煤层，煤体结构破坏程度增强，f规律性减小[22]。分析晋城矿区煤层气水平井：当f相近时井壁稳定性随埋藏深度加大而变差，f降低则井壁稳定性随之变差，指示坚固性系数或煤体结构对井壁稳定性的影响要远大于煤层埋深[21]。
裂隙发育程度本身就是煤体结构的最重要标志，影响到孔隙结构和吸附性[23]，灰分产率和矿物组成在很大程度上决定了煤体结构破坏程度[24-25]，以及由它们共同控制的煤体强度。此外，煤层厚度和顶底板岩性也会对煤体结构产生一定影响[26]。综合分析，影响UCG井壁稳定性的几乎所有内在地质影响因素均可归结为煤体结构，采用煤体结构这一参数可综合且简明地表达影响UCG井壁稳定性的地质因素。
2.1.2 井眼轨迹可控性地质影响因素
钻井式UCG炉体水平井眼轨迹可控性有2项具体要求：一是保证100%煤层钻遇率，否则气化工作面会因围岩阻隔而中断；二是井眼保持在有利于充分气化的煤层剖面位置，一般处于煤层下部，尽可能提高煤炭气化回收率。可见，井眼轨迹可控性取决于地质风险、工程控制两大因素。其中，煤层地质条件是保证UCG炉体设计方案落地及工程质量的基础。
影响水平井目的层钻遇率的地质因素包括5类，分别是目的层泥岩夹层、目的层厚度稳定性、断层位置准确性、目的层深度预测结果可靠性和水平段地层产状稳定性[27]。过薄的目的层会加大随钻导向追踪和轨迹实时调整的技术难度，构造复杂区薄目标层钻遇率低是矿产资源开发普遍存在的问题。水平井在勘查、布井、设计到钻进地质导向过程中，任何环节都可能影响钻遇率。只有连续性较好、厚度较大且物性较好的目的层才能确保较高的钻遇率。
决定UCG水平井煤层钻遇率及轨迹可控性的地质因素，主要是煤层厚度、产状及其稳定性。我国地质行业对煤层厚度有明确的分级标准，可供UCG地质分析参考；煤层稳定性常用“变异系数”定量刻画，变异系数过大的煤层显然会增大水平井眼丢失煤层的风险；产状稳定性可理解为微褶曲的幅度和密度，常用“褶曲指数”定量描述[28]。同时，煤层含矸性也会对井眼轨迹可控性产生影响，泥质夹矸与煤分层之间伽马值往往差异明显，稳定夹矸可作为随钻导向标志层，利于水平井眼轨迹控制[29]；另一方面，泥质夹矸与泥质顶底板的物性往往相似，可能误导随钻导向而降低钻遇率，薄煤层钻遇率损失风险更大。
国内外UCG地质评价目前尚未形成统一认识。其中，煤层厚度是惟一有充分记录的公认标准：在厚度小于1.5 m的煤层中，气化热量向围岩的散失会显著降低合成气热值[30]；煤层厚度的减小也会增加UCG生产成本，适合于UCG项目的煤层厚度一般是几米[31]；UCG选址强调避开厚度变化较大的煤层，认为煤层厚度变化率不应超过15%[11]。综合上述，UCG水平井井眼轨迹可控性风险的关键地质因素是煤层厚度、厚度稳定性、产状稳定性以及含矸性。
2.2 UCG生产过程易控性地质要素
UCG的功能是将煤炭原位转化为合成气，并通过炉内渗流通道和生产管路输送至地表[32]。UCG相当于在地层中移动的“地质反应器”，可控的气化工作面一方面保证气化反应带沿设计方向正常推进，另一方面炉内渗透层应允许气化剂正常注入及合成气顺利产出。鉴于此，UCG生产易控性地质评价聚焦于2个目标，即气化工作面推进易控性和气化通道易控性。
2.2.1 UCG工作面推进易控性地质影响因素
气化工作面推进意味着UCG腔体的顺层扩展，扩展范围取决于诸多因素，服从于煤层传热传质的基本规律[33]。地质因素则涉及煤质以及与传热传质密切相关的煤层结构、微构造等。
(1)倾角适中煤层利于UCG工作面推进。
煤层倾角过大或过小，均不利于UCG工作面推进。急倾斜煤层钻井式UCG首先需保障的关键技术，是煤层定向钻进、煤层点火和开拓气化通道[34]。水平及缓倾斜煤层在气化过程中难以剥落，影响渗流及气化环境[35]。为此，UCG地质分析多将煤层倾角作为一个必要考察参数，但目前认识差异极大[3]。例如，将倾角0°～70°、倾角变化率<2(°)/(31 m)作为理想的UCG地质条件之一[36]；强调倾角较大煤层用常规技术难以有效气化，倾角变化应小于2%[11]；水平或缓倾斜煤层有利于UCG，实际上指的是局部构造洼地或四周封闭微向斜，以预防UCG污染物随地下水向周边扩散[37]；建议任何倾角均适合UCG[12]。
据UCG现场试验案例统计，气化煤层倾角增大，合成气热值呈先增大后减小趋势，在一定倾角范围达到最大值；“最佳倾角”范围与气化工艺有关，富氧水蒸汽气化最佳倾角为10°～55°，空气气化为25°～70°[8]。由此说明：UCG控制工艺改善可能降低煤层倾角变化对合成气质量的影响；煤层倾角变化影响到UCG工作面顺层推进，相互关系隐含着特定的控制机理。
实际上，国内外均有60°～70°大倾角UCG现场试验案例，并发展出相应的控制工艺[3,6,38]。大倾角UCG优点在于“火场漂移”效应，利用浮力原理促使气化工作面及合成气沿煤层上倾方向移动[39]。矿井式火场漂移法工艺的主要优点是固态残渣及剥落物堆积在燃空腔底部，不会填充渗透层裂隙，利于工作面快速推进[40]。垮落煤与气化剂逆向接触形成类似填充床的反应条件，利于气化反应连续稳定；灰渣落在最底层，仅反应区上层有物质流动，气固相分离较清晰[38]。美国Rawlins项目采用地面水平井代替煤矿井下工程，急倾斜煤层钻井式UCG取得成功[41]。
另一方面，在UCG高温条件下，煤体差异热膨胀、蒸汽压力引起爆炸性破裂、压缩破坏、微裂纹等，会导致煤层及其顶板受热开裂，碎片落入正在发育的燃烧穴，产生热机械剥落，可能引发炉腔故障[42]。然而，急倾斜煤层钻井式UCG一般沿煤层倾向布置工作面，下倾方向底部点火，然后利用可控后退式注入点(CRIP)工艺顺层向上推进工作面，合成气通过气化区下倾方向通道产出。正是由于这一特点，炉渣、残留焦炭、煤层和顶板剥落碎片容易积淀在通道出口附近，往往造成通道阻塞[43]。若煤体结构松散及顶板强度较低，大倾角产状则会强化剥落的重力条件，气化工作面控制将会变得困难。
综合考量上述利弊，倾斜煤层(倾角25°～60°)更有利于UCG工作面和渗流通道的控制，近水平～缓倾斜煤层(倾角<25°)可控性较好，急倾斜煤层(倾角>60°)失控可能性加大，结构碎软的构造煤层UCG更应重视这一地质因素。
(2)燃点过高煤层工作面推进难度较大。
煤燃点总体上受煤化作用程度控制，从褐煤、烟煤到无烟煤，燃点随之增高[44-45]。不黏煤和弱黏煤以富惰质组为特点，涵盖长焰煤～焦煤范围，燃点不服从煤化作用控制基本规律，指示显微组分组成和煤种对UCG难易程度存在影响。
燃点高低还与煤含水率、矿物含量及组成有关，这是燃点-煤化程度关系有所波动和交叉的另一原因[44]。燃点通常随矿物含量或灰分产率增大而增高，随黄铁矿含量增高而降低，后一现象起源于煤中矿物质催化作用，有利于高硫煤层UCG；按Ca-Fe-Ce、CaCO3、Fe2O3、CeO2顺序，相同温度条件下，无烟煤燃烧失量逐渐减小[46]。这一结果，说明煤中多种矿物质的复合协同作用强化了催化效果，有利于提高UCG效率。
(3)复杂结构(含矸性)煤层不利于气化。
国内外UCG地质分析评价均考虑到煤层结构因素(表1)。究其原因，在于煤层夹矸影响到UCG过程中的传热传质过程，进而对气化顺畅程度和气化效率产生影响；煤层结构越简单，UCG传热传质过程越容易控制。UCG炉中气相和固相之间边界条件会随时间而发生动态变化，而这种变化往往是不确定或未知的，煤层夹矸导热性难以确定是其中的难点之一[50]。
表1 UCG地质评价中关于煤层夹矸的建议
Table 1 Suggestions on coal seam dirt band in geological UCG evaluation
国家相关建议文献来源中国煤层厚度0.8～1.2 m时,夹矸厚度<0.2 m;气化厚煤层时,夹矸与煤层厚度之比<0.5;对于褐煤层,夹矸不应超过净煤层厚度的50%,单层夹矸允许最大厚度<0.5 m文献[47]波兰优先条件是不含夹矸;是否容许一定比例和厚度的夹矸,属于尚未查清的条件文献[48-49]中国评价体系中要考虑夹矸因素,山脚树井田夹矸厚度<0.1 m文献[14]印度厚煤层单层夹矸厚度<1 m文献[36]英国避开夹矸变化大、侧向稳定性差的煤层文献[11]
煤层夹矸将参与UCG高温反应，层数增多会使气化率降低，含矸率若达到30%以上，煤量气化损失可达15%～40%[52]。在印度UCG地质评价中，对于2～15 m煤层，建议单层夹矸厚度不大于1 m，夹矸厚度比不高于20%[36]。因此，复杂的煤层结构不利于UCG生产过程的有效控制。
(4)微构造不利于UCG过程控制。
煤层微构造包括微褶曲、微断层、陷落柱等。理想的UCG构造条件，当然是气化炉及其周边范围内不发育断层及没有明显的构造变形[37]。然而，如此理想的情况在煤田中极为少见。
煤层过大的褶皱起伏不利于气化剂流通和燃空区稳定，断距超过煤厚的断层已完全错开煤层，燃空区上方断层可能随工作面推移及燃空区扩大造成顶板坍塌。褶皱幅度及断距不宜超过煤层厚度的一半，否则就会导致UCG气化带难以推进；若避开构造后仍然无法设计1个单元炉，则该地段就不适合进行UCG[47]。
同时，复杂的断裂系统会给UCG安全生产造成隐患。断层规模如果太大，UCG导水裂隙带可能连通含水层，导致地下水涌入气化区而中断气化进程，同样可能造成合成气泄漏，使得气化效率及合成气热值降低；对于无法规避的微断层，需查明断层是否会沟通含水层[47]。
2.2.2 UCG层内通道易控性地质影响因素
随着气化工作面的扩展，通道堵塞问题日益加剧，影响到UCG炉正常运行[52]。UCG通道顺畅与否取决于气化煤层本身、煤层外部因素和上述2方面耦合效应3个方面。其中，最重要的影响因素是煤层深度、煤的膨胀收缩性和热稳定性，高热膨胀性、结焦性、结渣性煤层具有较大的气化通道阻塞地质风险。
(1)通道易控性随煤层埋深增大而降低。
较大深度UCG存在利弊，有利之处如地表下沉和贯通含水层的可能性减小、合成气用于燃气轮机发电则可能不需要额外压缩，不利之处在于工程造价和后处理成本增高[11]。然而，关键基础在于UCG项目能否成功，最重要衡量标志是转化煤量，隐含了合成气产出总量和持续生产时间。目前，世界上超过600 m深度的UCG现场试验尚无成功先例[3]。加拿大Swan Hills项目是全球迄今埋深最大的UCG试验项目，煤层深度1 450 m，连续运行60 d[53]，但被国际UCG界认为是不很成功的范例[34]。内蒙古唐家会试验是中国“第1个最深煤层”UCG项目，但深度也仅523 m[54]。鉴于此，国内外目前认为适合于UCG的深度多在92～500 m之间 [4,37-38]。
较高的岩石静压力会导致煤层裂缝闭合，单纯使用反向燃烧或水力压裂等技术来提高煤层自然渗透率的方式不适合深部UCG[7]。加拿大Swan Hills深部UCG项目失败的直接原因是炉腔合成气流沿注气井上串致使井口发生火灾和爆炸[33]，其中隐含的根本原因可能在于高地应力作用下气化床渗流通道故障。在炉腔发育的早～中期阶段，岩层垂向位移矢量显著发展[33]，意味着大埋深高覆岩应力作用下热致垂直裂隙会高度发育，导致顶板垮塌阻塞床内渗流通道，合成气流在高工作压力助推下沿注气管道返流。
同时，深部与浅部的地应力状态往往截然相反，如浅部挤压机制与深部拉张机制的转折深度在黔西地区约700 m[55]，在滇东地区约800 m[56]。地应力状态差异以及深部高应力、高压力(流体压力与气化压力耦合)地质条件，导致深部UCG机理十分复杂，源于浅部的UCG技术对深部UCG缺乏针对性，相应地质条件待进一步研究。
(2)高黏结膨胀性煤层严重损伤气化通道。
适合UCG的煤层应具有较低的黏结性和膨胀性，以防气化煤层渗流通道受阻，这是国内外多数研究者的共识[4,11,37-38,49,57]。具体到UCG气化通道，褐煤～长焰煤最适合UCG，不黏结～中黏结煤、气煤和瘦煤～无烟煤次之，肥煤～焦煤适应性最差。不黏结～中黏结煤尽管处于肥煤～焦煤范畴，但惰质组含量较高，导致黏结指数相对较低[58]，这种情况在我国西北地区侏罗系煤层中广泛存在[44]，降低了UCG气化通道阻塞风险。就此而言，UCG通道地质风险分析采用黏结指数和奥亚膨胀度2个参数更为合适。
(3)高灰熔点煤层利于保持通道渗流能力。
UCG燃空腔堆积层来自煤层气化残余物和顶板垮落岩石碎块，残留灰层会阻止注入剂向煤层传递，并妨碍气化产物进入裂隙和产出通道[59]；自然对流控制着从熔融灰层空隙到煤壁的传质速率，传质总速率会受到熔融灰层的限制[60]。高温燃烧导致灰烬熔化并形成炉渣[61]，降低了熔融灰层的渗流能力。煤灰熔点越低，结渣性越强[62]。这些不利条件的持续积累，会导致燃空腔堆积层渗透性不断降低，渗流条件恶化。
UCG气化原位煤层，类似于地面煤化工厂的固定床煤炭气化。固定床气化用煤要求灰熔点越高越好，以保证气化床透气能力和炉渣排放；高灰熔点煤可采用较高气化温度，以提高煤的反应性和反应速率，同时降低水蒸气消耗，节约气化成本[62-63]。为此，高灰熔点煤层结渣性相对较低，有利于UCG过程中从煤层下部注入的气化剂向煤层传递，以及合成气由煤层向出气井运移。
(4)高热稳定性煤层通道畅通可能性高。
煤的热稳定性系指高温影响下煤维持原有形态的能力。固定床气化适应于反应性好、灰熔点高、热稳定性好的弱低黏结性煤，难以处理黏结性、膨胀性高和粉状煤[64]；细粒煤增加，会增大炉中带出物及带出阻力，消减燃烧效果和气化效率，严重时还会干扰气化炉正常运行[62,64]。热稳定性好的煤会降低气化炉床层阻力，热稳定性差的煤在气化炉内易受热粉化，不但增加了床层阻力，还会提高气体粉尘带出量[63]。
上述现象暗示：其一，UCG过程中热稳定性较差煤层易破碎成粉，增大煤层渗流阻力，妨碍气化剂注入和合成气产出，降低气化效率，甚至影响正常生产；其二，GB/T 9143—2008《常压固定床气化用煤技术条件》将煤热稳定性(TS-6)分为3级[65]，适合UCG地质评价参考；其三，构造破坏极为严重的煤层，如糜棱(粉状)煤层会增大UCG炉流动阻力，降低气化效率，层内渗流能力评价中应考虑这一地质因素。
2.3 UCG过程安全性地质要素
所谓的UCG风险，是UCG过程负面事件的概率及其影响的组合[66]。UCG过程安全性主要取决于地下气化炉密封性和稳定性，从控制因素而言包括静态和动态地质条件，就影响对象来看包括UCG生产安全和环境安全[3]。
2.3.1 UCG生产安全性地质影响因素
(1)含水层涌水量过大造成安全生产隐患。
UCG需要水的参与，来源包括煤层本身所含水分和气化剂中蒸汽补充，但过量地下水的涌入会导致生产故障，大幅度降低炉温而损害气化效率，乃至中止气化。更为极端的情况是，涌入UCG炉腔和气化煤层的大量地下水与高温炉体相互作用，瞬间产生大量高压蒸汽，轻者造成水汽外泄而导致工作环境恶化，重者可能产生水汽爆炸，危害炉体、作业装置及人身安全。
在无人工排水条件UCG工况下，流入褐煤层的水量在0.3～2.0 m3 [37]。使用空气作为气化剂，正常生产气化炉允许的进水量随煤级而异，高含水褐煤层UCG不允许气化炉进水；当炉内入水超过UCG过程所需水量时，若排水作业不当，将会伴随合成气大量漏失[47]。褐煤UCG物理模拟实验表明：鼓风量20 m3/h、涌水量8 L/h为最佳气化状态，2者比值为2.5∶1；涌水安全临界值为14.5 L/h，2者比值为1.4∶1，涌水量超过该比值时则会存在UCG安全风险[67]。
关于UCG允许涌水量与其他地质条件及工程措施之间关系，目前尚无明确认识。GB/T 12719—2021《矿区水文地质工程地质勘查规范》对煤层开采导水裂隙带最大高度计算、含水层富水性分级、安全隔水厚度及突水系数计算做了具体规定，根据钻孔单位涌水量将含水层富水性分为3级，涌水量越大，富水性越强，对煤矿安全生产危害就越大[68]。相关规定可为现阶段UCG水安全性地质分析提供参考。
(2)足够厚度隔水层是保障生产安全关键。
气化煤层与上覆含水层之间需要一个最小安全距离，这是防止地下水失控涌入UCG炉所要求的隔水层必备厚度，不仅与UCG生产安全性有关，同时涉及地下水环境安全。气化煤层与下伏含水层也应有个安全距离，即底板隔水层最小厚度，以保证下部含水层不会沸腾汽化[47]。
最小安全距离取决于UCG炉上覆岩层导水裂隙带最大高度。传统采煤导水裂隙带高度依据规范[68]计算。UCG在燃空腔基础上叠加了高温影响，上覆岩层力学性质显著变化，构造裂隙、重力裂隙及热致裂隙同时发育，问题更为复杂。UCG导水裂隙带高度目前尚无针对性估算方法，多比照传统采煤条件或依照现场经验大致框定。
UCG地质分析目前对最小安全距离的认识相差甚大，多介于31～100 m。例如，最小安全距离应大于100 m[11,48,69]，或至少大于40 m[37]；气化煤层与含水层间距为煤层厚度的25倍，与上覆含水层最近距离>31 m[36]；最好没有含水层，避开水源地、大型水体[11-12]。再如，乌兰察布UCG炉导水裂隙带数值模拟高度47 m，采宽增大，导水裂隙带高度随之增加，采宽增大到一定值后裂隙带高度不再随采宽发生变化[70]；燃后探测结果显示，导水裂隙带实际高度为31.21 m[71]。再如，在煤层平均厚度4.88 m条件下，矿井式UCG上覆岩层热致坍陷高度不超过35 m[8]。
UCG燃空腔上覆岩层变形断裂使自由气体能够运动的高度(Hg)取决于空腔长度(L)，即Hg= LGg[72]，其中，系数Gg对水平煤层为1.45，倾角50°时增至2.12。目前对Hg大小的看法不一，如允许地下水自由移动的断裂带高度为19～41 m[73]，断裂带高度为气化煤层厚度的40倍[74]；厚度2 m的煤层，气化炉与上覆含水层间的垂距至少90 m[75]。鉴于这种现状，UCG地质分析应针对具体实例，就Hg开展深入研究。
另一方面，在UCG运行过程中，炉腔气化压力必须低于上覆、下伏含水层静水压力，使地下水压力梯度始终指向炉腔[10]。这一基本要求考虑的是UCG环境安全，而非生产安全。但从UCG生产安全考虑，可能会加大UCG运行控制的难度，如需要采取较低温度缓慢气化等措施，实际操作中往往难以办到，也会降低生产效率。
(3)上覆岩层稳定性是生产安全另一关键。
气化煤层上覆一定厚度范围内岩层的稳定性，事关UCG过程水安全性乃至地表沉陷隐患的评估。气化煤层围岩(包括顶板)密封性是保证炉体密封性的有利地质条件[3]。然而，煤层致密顶板多为泥质岩类，力学强度低，UCG过程中易于垮塌而造成安全隐患。这一矛盾，给UCG地质分析提出了难题，即上覆岩层岩性及厚度安全阈值如何确定？
高温条件下，岩石力学性质由常温下的恒值变成与温度关联的函数。热作用使围岩应力集中现象更加明显，燃空区顶板位移比常规煤炭开采要大，还附加了岩石热膨胀效应影响[76]。尽管岩石高温力学性质现有测试结果差异较大[35,71,77-78]，但相同温度下，强度由高到低的顺序一般为灰岩、砂岩和泥岩，可供UCG地质分析参考。
构造应力-UCG热应力-燃空腔重力的耦合作用，使得煤系岩层变形断裂趋势不仅与各层岩石自身力学性质有关，还取决于各层岩石之间力学性质差异及综合力学性质，UCG地质分析可借鉴工程地质相关方法评价上覆岩层稳定性。岩石地质强度因子(GSI)是表达这一综合力学性质的常用方法，有多种计算模型[79]。其中，统计层段内单层厚度(hi)、岩层中点距煤层中点的距离(mi)及各岩层岩体强度调整系数(k)，可计算GSI(GSI=∑hik/mi)[80]。一般而言，岩石弹性模量越高、泊松比越低，k越大[81]。
2.3.2 UCG环境安全性地质影响因素
UCG广义的环境安全包括地面沉降及地下水污染两大方面，后者起源于炉中气水泄露、气体处理过程和钻井作业过程[66]。潜在影响最大的是地下水环境，涉及UCG合成污染物泄露[3]。地面沉降倾向性与燃空腔上覆岩层变形带发育高度有关，上节已有讨论，不再赘述。
(1)UCG地表沉陷与有机污染物。
全球多数UCG先导试验现场监测数据显示，除煤层埋藏极浅情况外，地面沉降并不显著[6]。美国Hoe Creek III项目气化煤层深度约40 m，UCG形成地表沉陷坑[82]，前苏联UCG现场地面最大垂直位移通常在0.5～1.0 m [13]，美国Rawlins I UCG项目地面沉降则可忽略不计[83]，澳大利亚Chinchilla项目[84]、欧洲UCG联盟第1个UCG项目[85]均未监测到地面沉降现象。数值模拟显示，美国Wyodak煤田(煤层厚度10 m，埋深300 m)UCG燃空腔上覆泥岩顶板拉伸和剪切破坏带高度3.3 m，不会导致地面沉降[86]。
UCG有机污染物主要来自煤焦油，如美国环境保护署确定的16种多环芳烃主要产生于炼焦煤[6]。如上节所述，足够的上覆隔水层厚度可防止导水裂隙带贯通含水层，预防含水层污染。同时，与地下水污染有关的有机化合物优先吸附到煤表面，难以自动从UCG腔体移出，多个UCG示范项目现场监测结果证实了这个一般性结论[87]。鉴于此，下面分析不再考虑有机污染物来源，主要关注与有害元素相关的煤质条件。
(2)煤中硫衍生物的UCG污染潜势。
H2S是UCG衍生的主要有害物质之一[11]，来自煤中含硫化合物的氧化燃烧。GB/T 33445—2017《煤制合成天然气》规定，合成气中H2S质量浓度不得超过1 mg/m3[88]。按标况换算，1 mg/m3 H2S相当于0.650 2×10-6，即0.000 065%，相当严苛。全硫含量0.54%的烟煤样在2种注入剂条件下的UCG实验结果显示，合成气中H2S体积分数很高[89]。西班牙Teruel盆地无烟煤UCG先导试验合成气中H2S 体积分数高达8%[90]，我国某些煤样UCG物理模拟合成气中H2S体积分数可达0.08%～0.60%[8]。
现场监测结果显示，在受UCG影响的地下水中，无机污染物主要来自氨和典型离子化合物，如硫酸盐和氯化物 [91]。煤中硫含量越高，UCG合成气中含硫气体产率越高，低硫煤层对UCG环境安全更为有利[8]。波兰研究者认为，UCG煤层全硫含量应该≤2%[48]，褐煤可放宽至4%[37]。英国和印度UCG地质评价标准较为严格，限定煤中全硫含量小于1.0%[11,38]。
我国华北地区太原组及西南地区龙潭组高硫煤资源量极大。例如，统计贵州省龙潭组1 506件原煤样测试结果，全硫含量2.0%～3.0%的高硫煤占19.06%，>3.0%的特高硫煤占33.80%，最高含量可达10.60%。为此，UCG环境安全地质分析中应充分考虑硫含量这一地质因素。
(3)煤中有害微量元素UCG污染潜势。
美国国家研究委员会将煤中有害微量元素分为3类：一类污染物有As、B、Cd、Mo、Hg、Pb、Se；二类污染物包括Cr、Cu、F、Ni、V、Zn；三类污染物有Ba、Sb、Sr、Na、Mn、Co、Li、Br[92]。UCG过程中，煤中有害微量元素具有不同的迁移潜势及环境污染风险。
煤中微量元素可挥发性与其挥发温度(沸点)有关。根据沸点温度，煤中常见有害微量元素分为3类：易挥发性，如Hg、As、Cd、Pb等，沸点相对较低；中挥发性，如Cu、Cr、Ni等，沸点相对较高；难挥发性，如Co、Ti、Mo等，沸点极高(图2)。电厂炉前煤与炉渣样分析结果也显示，元素沸点越低，其燃烧挥发率越高[93]。
图2 煤中元素UCG行为分类(引自文献[94])
Fig.2 UCG behavior classification of elements in coal (Cited from Reference[94])
UCG灰渣中多数被测重金属元素淋滤程度比焦炭更强，如Mo、B、Se、Cr、Zn、Pb、Ni、Co等[94]。UCG现场监测结果显示，无机物环境风险很大程度上取决于气化后地下水流量，受特定场地地质条件影响[91]；燃空穴残留底灰和焦炭是污染物主要来源，地下水淋滤可能将其带入环境，对地下水质造成长期影响，如Hg、Pb、As、Se等[95]。鉴于此，UCG地质分析应详细研究煤的微量元素组成、含量和赋存态，评估迁移趋势。
从UCG环境安全来看，煤中易挥发性有害元素通过地面环保设备处理回收，环境污染风险可控；中～难挥发性有害元素多在灰渣中二次富集，对环境的危害性难以控制，这是UCG地质分析需关注的重点对象。
2.4 UCG开发经济性地质要素
仅就地质条件考察，扣除建炉可行性、生产易控性、生产安全性3个方面因素的影响，UCG开发经济性主要取决于单位时间产气量及UCG炉服务年限，涉及气化有效性、合成气质量、资源可靠性3个方面。同时，在相邻煤层构成煤组且煤层含气量较高情况下，则具备利用UCG辐射热和燃空腔卸压增渗效应开展地下气化-煤层气联采(UCG-ECBM)的地质条件。
2.4.1 煤质特征对UCG气化有效性的影响
如果煤质一定，UCG产气速率和合成气质量主要取决于炉型、炉内反应温度压力、气化剂种类及其供给方式[6,10]。仅就煤质来看，煤种作为影响气化有效性地质因素之一，炼焦煤范畴煤层对UCG适应性较差，前已述及；热反应性和灰分产率同样会显著影响气化有效性。这些参数是气化有效性地质分析关注的重点。
(1)CO2反应性对UCG有效性的影响。
给定温度下煤与CO2、H2O或O2的反应性，常用煤对CO2还原率(α)表示，相当于“煤的羧基反应性”。煤的反应性主要影响UCG气化初始温度，反应性越高，初始温度越低，故UCG应选择尽可能高活性的煤。波兰UCG产业化面临的3个方面重要约束之一，正是存在大量热反应性差的煤层[48]。
高温模拟实验显示：褐煤无黏结性，反应性最好；肥煤～焦煤黏结性高，反应性差；无烟煤无黏结性，反应性介于褐煤和烟煤之间(图3)[96]。陕西王村贫瘦煤900 ℃的CO2反应率在10%～15%，CO2+C→2CO的反应效率低，被认为是影响该地UCG效率的主要地质因素[98]。
图3 中国煤样二氧化碳反应性曲线[96]
Fig.3 CO2 reactivity curves of coal samples in China [96]
基于1 000 ℃时CO2的还原率(α)，煤的反应性通常被分为3个等级：α≤20%，反应性差；20%<α≤30%，反应性中等；α>30%，反应性良好[96]。据此，认为α(1 000 ℃)>30%的煤层适宜于UCG开采。目前关于UCG有效性影响因素的量化研究成果尚不多见，不同地面气化工艺对煤质有不同的基本要求，也许可为反应性与UCG气化有效性之间关系的地质分析提供启示。
(2)煤灰分产率对UCG有效性的影响。
关于UCG煤层灰分产率(Ad)上限：波兰研究者认为含夹矸煤平均Ad≤30%[48]，对于褐煤应<20%，少数情况可放宽至25%[37]；英国、印度和巴基斯坦研究者建议，Ad<50%[11-12,36 ]。UCG物理模拟试验结果显示，褐煤～无烟煤Ad与UCG合成气有效组分浓度呈负相关趋势[8]。也就是说，煤的气化效率随Ad增高而降低，UCG对煤的Ad有限定要求，但变幅较大或适应性较宽，建议的上限多在20%～50%。
煤炭气化过程中，灰分会覆盖碳表面，减少气化剂与碳的接触面积，降低气化产率；灰分较高时，灰分消耗的显热增加，会增大气化过程热量损失，加大氧气消耗，降低热效率[98]。另一方面，灰分中某些金属氧化物对气化反应具有催化作用，煤中Fe2O3等矿物质的催化作用强烈，有利于提高气化效率[99]。若气化温度相同，高灰分会从2个方面抑制气化效率：一是可用于产气的有效煤比例相应减少，单位质量原煤产气量降低；二是灰渣吸热率也会增加，降低合成气热值，相当于损失了气化效率。综合分析，一般认为低灰煤更有利于UCG。
国内外也存在灰分 “UCG窗”的认识。例如，对于Ad在20%～40%的各种固体有机燃料，蒸汽-空气工艺的气化效率最高；如果固体燃料的反应性较低，气化效率最高的将是高灰燃料[100]。再如，Ad在10%～25%的煤层有利于UCG持续进行[101]；鲁奇炉固定床气化一般要求原煤Ad在10%～30%[102]。究其原因，可能在于煤中矿物质催化作用与抑制作用的耦合效应。虽然煤中某些金属元素(如K、Na、Ca、Mg、Fe等)或含铁矿物(如黄铁矿)对气化具有催化作用，但煤中铝硅酸盐在高温下与碱金属生成无催化作用的非水溶性化合物，降低了碱金属的催化效应[103-104]。灰分较高以及高温下生成的硅铝酸盐熔体会抑制煤炭气化反应，导致煤的气化反应性变差[105]。
GB/T 9143—2008《常压固定床气化用煤技术条件》依据灰分产率(Ad)将常压固定床气化用煤分为3级[65]。无烟块煤，Ⅰ级Ad≤15%，Ⅱ级Ad为15%～19%，Ⅲ级Ad在19%～22%；其他煤级块煤，Ⅰ级Ad≤12%，Ⅱ级Ad为12%～18%，Ⅲ级Ad为18%～25%。可见，常压固定床气化用煤局限于特低灰煤～中灰煤，Ad≤25%，灰分过高不利于常压固定床气化。UCG与固定床煤气化类似，上述国家标准可供UCG地质条件量化分析参考。
2.4.2 煤质特征对UCG合成气质量影响
UCG合成气质量可用热值、有效组分浓度予以衡量[33,50]。H2、CH4等是有效成分中关键成分，浓度高低可通过UCG工艺技术予以调控，但煤中有机元素组成是调控的重要基础。或者说，若灰分产率、煤化程度相似，则煤中有机元素组成综合体现为热值。
原料煤质量对煤气成分和热值的影响是基础性和决定性的。煤的UCG效率对热值具有强烈依赖性，热值增高，碳转化率、冷煤气效率和CO体积分数增高，H2体积分数降低[106]。3个烟煤样高位热值为28.34、23.94和20.36 MJ/kg，相应的流化床煤气热值分别为5.65、5.29和5.01 MJ/m3[107]。相同作业条件下煤质和热值不同，合成气组分和热值也有差异。烟煤煤气CO体积分数较高，含有少量CmHn，热值也较高；无烟煤煤气CO和CH4体积分数较烟煤煤气要低，热值也较低；褐煤煤气CO体积分数较低，H2,CH4体积分数及热值较高。但是，褐煤气化产率较低，烟煤及无烟煤具有更高的气化产率。
由此可见，UCG合成气质量对原煤热值变化非常敏感，是UCG合成气质量预测中应考虑的地质条件之一。
2.4.3 煤炭资源可靠性对UCG经济性影响
这一影响体现在2个方面：一是煤矿床地质条件控制程度，决定UCG建炉和生产控制的成本乃至成败，勘查程度是其根本衡量标志；二是可动用的煤炭资源量，勘查程度相似前提下可借鉴原始煤炭资源储量来衡量UCG产气规模及其可持续性。换言之，从煤炭资源可靠性角度评价UCG总体经济性，具体应该考察勘查程度和原始煤炭资源储量2个地质参数。
(1)勘查程度对UCG经济性影响。
我国近20 a来煤田地质勘查先后执行2套地矿行业规范[108-109]，无论新方案还是老方案，煤田勘查程度越高，煤矿床地质条件控制程度就越高，UCG项目经济风险就越低。
(2)煤炭资源量对UCG经济性影响。
足够且可靠的煤炭资源储量，是保证UCG商业化持续运行的基础，从根本上决定着UCG项目的经济性。前人测算过煤炭资源量与UCG产气规模之间关系[10,110-113]。波兰研究者认为，一个UCG项目可供设计和满足经济服务年限的有效动用资源量应>500万t[49]；褐煤UCG先导性试验需要的煤炭资源量为75～450 000 t，商业性生产至少350万t[37]。印度认为，一个UCG项目可动用的煤炭资源量应>1 540万m3，按视密度1.3换算相当于2 000万t[36]。英国研究者建议，一个UCG项目可动用煤资源量应>350万t，保障20 a以上生产期[11]。依据我国前期实践及现有设备及技术条件，UCG企业正常生产年限至少为9 a[47]。
需要强调的是，原始煤炭资源量不等于UCG可气化煤量，后者远小于前者，因为需要预留保安煤柱，且地质因素也会造成煤炭开采自然损耗。值得关注的是，由于曾受高温影响，UCG开采所留下的煤柱甚至比传统采煤煤柱更不可靠，需要放大预留系数，导致煤炭资源损失率进一步增加，地质分析必须充分考虑这一因素[10]。
2.4.4 煤气联采是提高UCG经济性可探索途径
UCG这一特定煤炭资源开发方式的经济性也包括能效，天然气同样是煤系中赋存的战略性能源资源。同时，气化煤层上覆、下伏近距离地层段中往往发育多个煤层，含气量高而渗透性低，煤层气单采难以获得经济效益。另一方面，UCG生产不可避免会产生两方面“负”效应：一是燃烧气化热向围岩扩散辐射，降低了UCG热效率和生产能效；二是燃空腔上覆岩(煤)层失稳变形产生裂隙带，损伤气化炉密封性，带来UCG安全隐患。正是如此，创造了UCG与煤层气联采地质条件切入点，使得煤气联采(UCG-CBM)成为提高UCG技术附加值的可探索途径[3]。
地质分析中需确定2类UCG-CBM基本参数：一是UCG热垂向有效扩散范围，可通过现场监测及热场分布数值模拟确定；二是在不危及生产安全前提下的有效增渗高度，涉及到传统煤炭开采的“三带”理论及其在UCG-CBM中的运用与创新。煤和上覆岩层剥落提高了热量垂向转移的速率，燃空腔发育增加了上覆岩层的孔隙率和渗透率，进而增进了传热传质能力，也会在空腔与上覆地层间形成对流传热场[114]。
UCG现场监测提供了温度场动态分布信息。美国Bloodwood Creek项目监测结果显示，气化过程中煤层上方12 m处温度超过100 ℃，侧壁附近在24个月后低于70 ℃，在煤层上方60 m及横向50 m处未检测到温度变化[115]。这些结果与美国Rocky Mountain一号示范项目的计算和测量结果[116]以及澳大利亚Chinchilla项目现场观测结果[117]一致。鉴于此，以上覆煤层自然温度与辐射热补偿温度之和60 ℃为基准，则对煤层气解吸有促进作用的有效高度大于30 m。
3 UCG地质评价思路
煤矿床地质条件的“蝴蝶效应”，使得任何一个地质因素均可能影响到UCG过程各个方面[3]。鉴于此，多数地质因素均与上述UCG四个方面风险控制目标存在关联，不同程度上存在交叉影响(表2)。
表2 地质条件与UCG项目风险关联性
Table 2 Correlation between geological conditions and UCG project risk
类别地质条件与项目风险控制目标关联度因素建炉地质可行性气化生产易控性气化过程安全性气化开发经济性简要说明构造埋深—√√√√大埋深UCG控制技术尚未突破倾角√√√√√中等倾斜煤层更有利于UCG微褶曲√√√—√褶曲幅度过大阻断工作面推进微断层—√√√√阻断工作面推进,导通含水层原地应力√√√√影响井壁及燃空穴稳定性煤层及其上覆岩层煤体结构√√√—√过软煤层的水平井眼容易坍塌煤层厚度及其稳定性√√√√—√薄及厚度不稳定煤层钻遇率降低煤层结构√√√—√影响UCG过程中的热传导过程顶板岩性、组合及力学性质—√√√√弱顶板会增大导水导气裂隙高度上覆地层孔隙性与渗透性—√√√√高孔渗顶板增大合成物泄露风险上覆地层热物理性质—√√√√涉及UCG炉腔稳定及热回收率煤质基础煤质—√√√√√如高灰分煤降低UCG效率化学活性—√√√√低活性煤的气化效率较低热稳定性—√√—√热稳定性过差煤层易于过度剥落膨胀性与黏结性—√√√√双高煤层气化通道容易受损煤中有害物质——√√√超标的有害元素加大水污染风险
续表
类别地质条件与项目风险控制目标关联度因素建炉地质可行性气化生产易控性气化过程安全性气化开发经济性简要说明水文隔水层岩性—√√√隔水性过弱会加大导水漏气风险含水层富水性—√√√强富水性会增大污染物扩散风险上覆含水层距离—√√√√地下水涌入及合成物泄露风险含水层水头高度(压力系数)—√√√√√生产压力不应大于含水层承压煤炭资源/其他资源量 ———√√决定UCG产气规模及其持续性勘查程度√√√√√地质认识可靠性综合体现经济性上覆煤层累计厚度——√√UCG-CBM必要性与增值程度
注：√√为极为重要；√为重要；—为关联性不明显。
UCG地质条件根据关联方式分为直接因素和间接因素，根据关联贡献大小区分为重要因素和次要因素，从UCG过程考虑包括原位静态因素和气化过程动态因素。风险评价阶段地质分析以静态因素为主，动态因素为辅。为此，可将兼具重要和直接功能的UCG地质条件称为关键因素，某些因素存在“临界条件”而对UCG可行性具“一票否决”作用，某些因素则依据贡献大小参与UCG地质评价，但所有风险地质因素均涉及投入产出效益。即，关键因素就是需要甄别进而构成评价模型的主要地质因素。
在构造、煤层及其上覆岩层、煤质、水文、煤炭资源及其他5方面地质条件中，微断层、煤的黏结性和膨胀性、上覆含水层距离3个地质因素对UCG项目可行性具有“一票否决”作用(表2)。若微断层断距大于煤厚就会完全错开煤层，阻断UCG工作面顺层推进；裂隙带优先顺燃空区上方微断层破碎带发育扩展，可能导致燃空区顶板失稳。关于膨胀性和黏结性对UCG行为的重大影响，国际上早有明确认识，要求气化煤层弱结焦性和弱膨胀性[11,118]。上覆含水层距离即隔水层厚度，若隔水层厚度足够大，即使出现燃空区坍塌并考虑导水裂隙带发育高度，一方面不会导致气化炉涌水事故发生，更重要的是可有效防范UCG产物污染地下水的环境风险。
基于上述分析，形成面向UCG项目风险控制的地质评价基本思路(图4)。核心在于针对评价对象具体地质条件，面向四方面UCG风险控制子目标开展关联性地质分析，筛选出与风险控制目标密切相关且指向性明确的关键地质因素。同时，建立必要的数据信息处理算法集，如地质参数权重赋值模型、地质参数分级赋值标准、评价对象相对优劣评判及分类模型以及从原始煤炭资源量转化为可气化煤量的估算模型。然后，顺序开展UCG潜力评价优选，因地制宜分析原料气(UCG合成气)用途及煤炭资源保障程度，提出UCG产业化推进及合理布局的建议。
图4 面向UCG项目风险控制的地质评价与优选流程
Fig.4 Process of geological evaluation and optimization for risk control of UCG project
目前，贵州省科技重大专项“煤炭地下气化资源评价及现场先导试验选址”项目采用这一基本思路开展全省UCG潜力地质评价，目的是以更为可行途径推动贵州省UCG产业化进程。
4 结 论
(1) 将钻井式UCG项目风险控制总目标分解为建炉地质可行性、气化生产易控性、气化过程安全性、开发生产经济性4个子目标，探讨了地质条件与潜在风险之间的因果关系，提出了UCG地质分析与地质评价新思路。
(2) UCG建炉地质可行性细分为井壁稳定性和井眼轨迹可控性2个方面，前者地质影响因素是煤体结构或煤层强度，后者受控于煤层厚度、结构、产状及其稳定性。生产易控性地质评价聚焦气化工作面推进易控性、通道易控性2个目标，涉及煤层倾角、结构、燃点、埋深、黏结膨胀性、灰熔点、热稳定性及微构造等因素。过程安全性地质分析同样考虑2个方面：一是UCG生产安全性，受控于上覆含水层涌水量、上覆隔水层厚度及其稳定性；二是UCG环境安全性，有机污染物潜势与煤种高度相关，中～难挥发性有害元素环境危害性需高度关注。开发经济性主要涉及气化有效性、合成气质量、资源可靠性3个方面，与煤的化学反应性、灰分产率、煤田勘查程度、煤炭资源量等因素密切相关，地下气化-煤层气联采是提高UCG经济性的可探索途径。
(3) 多数地质因素实际上均与上述4个UCG风险控制子目标相关联，不同程度上存在交叉影响，但相对贡献有所不同，其中微断层、黏结性和膨胀性、上覆含水层距离3个因素具有“一票否决”作用，各类地质因素有序关联形成了面向UCG项目风险控制的地质评价与优选基本思路。
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