楊 輝，張 勇

(中國石油大學(xué)(華東),山東 青島 266580)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國對(duì)油氣資源的需求量不斷攀升，能源供給壓力日益增大。頁巖氣等非常規(guī)能源作為常規(guī)油氣的重要補(bǔ)充，逐漸進(jìn)入人們的視野。頁巖氣是指以吸附或游離狀態(tài)蘊(yùn)藏于頁巖層中的可供開采的天然氣，其成分主要是甲烷，是一種非常重要的非常規(guī)天然氣。美國能源署在2013年發(fā)布了一份41個(gè)國家技術(shù)可采頁巖氣資源的報(bào)告，指出世界范圍內(nèi)頁巖氣儲(chǔ)量巨大，中國頁巖氣技術(shù)可采儲(chǔ)量世界第一，美國則居第三。美國在頁巖氣這一寶貴資源的勘探開發(fā)方面一直遙遙領(lǐng)先，得益于水力壓裂技術(shù)的突破，美國頁巖氣開發(fā)已獲得巨大成功，正在改變世界天然氣能源格局，在全球掀起了頁巖氣勘探開發(fā)的熱潮。然而與北美相比，我國海相頁巖氣具有頁巖時(shí)代老埋深大、成藏條件復(fù)雜、經(jīng)歷多期構(gòu)造改造、保存條件差異性大的典型特殊性，頁巖氣開發(fā)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國。十二五以來，我國逐步加大頁巖油勘探與開發(fā)的投入，學(xué)者們針對(duì)國內(nèi)頁巖氣的特殊性，開展了大量研究，形成了具有“中國特色”的頁巖氣勘探開發(fā)理論、方法與技術(shù)，使我國頁巖氣勘探開發(fā)獲得重大突破，建成了我國首個(gè)年產(chǎn)50億m3頁巖氣田。但與國外發(fā)達(dá)國家相比，仍存在較大的差距。我國頁巖油氣開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，例如水平井分段壓裂等，主要引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備，近年來雖有突破，但仍處于試驗(yàn)階段，尚未形成成熟的關(guān)鍵技術(shù)，而且頁巖油儲(chǔ)層特有的微-納米級(jí)孔喉，非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，制約了頁巖油氣勘探開發(fā)的快速發(fā)展。本文以SCIE數(shù)據(jù)庫收錄的以頁巖氣為主題的期刊論文為研究對(duì)象，借助于CiteSpace可視化分析工具，分析頁巖氣的研究現(xiàn)狀，揭示頁巖氣研究熱點(diǎn)及其演變。以期為我國石油工作者深入開展頁巖氣研究提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

SCIE(SCI-EXPANDED)數(shù)據(jù)庫收錄了全世界范圍內(nèi)各學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)的最優(yōu)秀的科技期刊約8 700種，其內(nèi)容覆蓋數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物、醫(yī)學(xué)、工程技術(shù)以及行為科學(xué)等 150 多個(gè)學(xué)科，能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映基礎(chǔ)科學(xué)的重大突破、學(xué)科前沿的最新研究動(dòng)態(tài)和熱點(diǎn)難點(diǎn)問題，在學(xué)術(shù)界占有重要地位[1]。本文選擇SCIE為數(shù)據(jù)來源，以“shale gas”為主題詞進(jìn)行檢索，時(shí)間跨度設(shè)置為2001～2015年，文獻(xiàn)類型選擇Article，檢索時(shí)間為2015年12月31日，得到用于分析的數(shù)據(jù)記錄1 239條。

1.2 研究方法

利用CiteSpace可視化分析工具，對(duì)頁巖氣論文的國家/地區(qū)、機(jī)構(gòu)與作者、學(xué)科及關(guān)鍵詞等進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)與定性分析，以揭示頁巖氣的研究現(xiàn)狀、研究熱點(diǎn)及研究方向。

2 結(jié)果與討論

2.1 時(shí)間分布

論文產(chǎn)出的趨勢(shì)是反映某領(lǐng)域研究態(tài)勢(shì)的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)評(píng)價(jià)研究領(lǐng)域所處研究階段和預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義[2]。按年度統(tǒng)計(jì)頁巖氣論文的數(shù)量，研究其隨時(shí)間的變化趨勢(shì)，結(jié)果見圖1。頁巖氣SCI論文最早出現(xiàn)的2002年，有1篇。從2002～2006年，每年的論文數(shù)量均在2篇以下，處于研究的萌芽階段。2007～2010年，則處于早期發(fā)展階段，每年的文獻(xiàn)數(shù)量保持在10多篇。2011年開始，頁巖氣的研究進(jìn)入快速發(fā)展階段，論文數(shù)量急劇增加，相關(guān)研究呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。

圖1 頁巖氣研究論文數(shù)量的年份分布曲線Figure 1 Shale gas research paper numbers yearly distribution curve

2.2 國家/地區(qū)分析

利用CiteSpace軟件構(gòu)建國家/地區(qū)合作圖譜(圖2)，分析在頁巖氣研究領(lǐng)域高影響力的國家及國家間的基本合作情況。CiteSpace形成的國家/地區(qū)圖譜，節(jié)點(diǎn)大小代表國家的發(fā)文量，節(jié)點(diǎn)越大說明該國家發(fā)文量越多；節(jié)點(diǎn)之間的連線代表合作關(guān)系，聯(lián)系越粗，合作越多；節(jié)點(diǎn)外圈的顏色代表國家的中心性，紫色外圈中心性越大于或等于0.1，是國家/地區(qū)分布網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，紫色外圈越厚中心性越高。高產(chǎn)國家/地區(qū)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，見表1。由圖2和表1分析可知，頁巖氣研究形成了較緊密的全球合作關(guān)系，發(fā)文量最多的國家是美國，論文數(shù)高達(dá)538篇，占論文總數(shù)的43%，美國的中心性也最高(0.54)，遠(yuǎn)超其他國家。這說明，美國在頁巖氣研究領(lǐng)域具有一馬當(dāng)先的影響力和引領(lǐng)作用。中國緊隨美國之后，SCI發(fā)文369篇，中心性0.25，也具有較強(qiáng)的影響力。此外，德國、澳大利亞、荷蘭的中介中心性也均大于0.1，在頁巖氣研究中也具有較強(qiáng)的影響力。

圖2 頁巖氣研究國家/地區(qū)合作圖譜Figure 2 Shale gas research countries/regions cooperation graph

表1 頁巖氣研究SCI論文高產(chǎn)國家/地區(qū)(前10位)

2.3 機(jī)構(gòu)與作者分析

機(jī)構(gòu)分析可以挖掘研究領(lǐng)域內(nèi)高影響力機(jī)構(gòu)和科研團(tuán)隊(duì)，了解各研究機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)水平、影響力以及機(jī)構(gòu)間的科研合作情況[3]，為科研交流與合作提供參考。利用CiteSpace軟件形成機(jī)構(gòu)合作圖譜(圖3)，圖譜中節(jié)點(diǎn)的大小代表機(jī)構(gòu)的發(fā)文量，節(jié)點(diǎn)越大，發(fā)文量越高，節(jié)點(diǎn)間的連線代表合作關(guān)系，連線越粗， 合作的論文數(shù)越多?？梢婇_展頁巖氣研究的機(jī)構(gòu)眾多，僅部分機(jī)構(gòu)間形成了合作關(guān)系，發(fā)文量前10的機(jī)構(gòu)見表2。這10所機(jī)構(gòu)均是高校，且大多來自美國和中國。其中，中國石油大學(xué)(China Univ Petr)的發(fā)文量最高(85篇)， 其次是美國德克薩斯大學(xué)(Univ Texas Austin)， SCI發(fā)文量58篇。此外，中國的西南石油大學(xué)和中國地質(zhì)大學(xué)、加拿大的卡爾加里大學(xué)文獻(xiàn)量也較多，均超過40篇。

表2 頁巖氣研究SCI論文高產(chǎn)研究機(jī)構(gòu)(前10位)

圖2中節(jié)點(diǎn)紫色外圈，表示節(jié)點(diǎn)的中心性大于或等于0.1，是機(jī)構(gòu)分布網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，具有較高的影響力。由圖3和表2可知， 頁巖氣研究影響力較高的機(jī)構(gòu)是美國的德克薩斯州立大學(xué)(Univ Texas Austin)、中國的中國石油大學(xué)(China Univ Petr)和加拿大的卡爾加里大學(xué)(Univ Calgary)，這3所大學(xué)與其他機(jī)構(gòu)形成了較緊密的合作關(guān)系，在頁巖氣研究中起到了較為重要的橋梁作用和引領(lǐng)作用。

頁巖氣研究SCI論文的高產(chǎn)作者見表2。發(fā)文量最多的作者是來自加拿大卡爾加里大學(xué)的Clarkson CR，發(fā)表論文19篇，該作者主要關(guān)注頁巖氣孔隙結(jié)構(gòu)特征、 生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析等。其次是來自中國地質(zhì)大學(xué)的張金川(Zhang JC)，發(fā)表論文18篇，該作者關(guān)注的主題是中國頁巖氣資源潛力等。排名第三的作者是中石油勘探開發(fā)研究院的鄒才能(Zou CN)，發(fā)表論文17篇，研究領(lǐng)域是頁巖氣納米孔喉以及非常規(guī)油氣形成機(jī)理、地質(zhì)特征等。被引頻次和h-index最高的是來自杜克大學(xué)的Vengosh A，雖然論文數(shù)量不及前7位作者，但被引頻次高達(dá)640次，遠(yuǎn)超其他學(xué)者，在頁巖氣領(lǐng)域具有極高的影響力，該學(xué)者關(guān)注的領(lǐng)域主要是頁巖氣開發(fā)造成的飲用水污染等。這些高產(chǎn)作者的研究領(lǐng)域可以從側(cè)面反映頁巖氣研究的熱點(diǎn)。

表3 頁巖氣研究SCI論文高產(chǎn)作者(前10位)

2.4 學(xué)科分析

學(xué)科分析可以揭示研究主題的學(xué)科分布及各學(xué)科之間的交叉滲透情況。利用CiteSpace軟件生成頁巖氣學(xué)科分布圖譜(圖4)和統(tǒng)計(jì)表(表4)。由圖4和表4可知，頁巖氣的SCI論文主要集中在工程(ENGINEERING)、能源與燃料(ENERGY & FUELS)、地質(zhì)學(xué)(GEOLOGY)、地球科學(xué)(GEOSCIENCES)、環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)(ENVIRONMENTAL SCIENCES & ECOLOGY)等學(xué)科。中心性最強(qiáng)的學(xué)科是化學(xué)(CHEMISTRY)，中介中心性高達(dá)0.61，其次是環(huán)境科學(xué)(ENVIRONMENTAL SCIENCES)，中介中心性為0.49，此外，地球科學(xué)(GEOSCIENCES)、工程(ENGINEERING)、環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)(ENVIRONMENTAL SCIENCES & ECOLOGY)等學(xué)科的中心性也較強(qiáng)，均大于或等于0.1，在圖4中上述節(jié)點(diǎn)的外圈顯示為紫色，是頁巖氣學(xué)科網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。這些高中心性的學(xué)科之間相互交叉滲透，在頁巖氣的學(xué)科延伸中起到重要的橋梁作用。

表4 頁巖氣研究學(xué)科分布表

2.5 關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞在論文中所占篇幅不大，但卻是論文內(nèi)容的高度概括與總結(jié)，因此可以利用關(guān)鍵詞分析來揭示某領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[4]。利用CiteSpace對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析(圖5)，以透析頁巖氣的研究熱點(diǎn)。圖5中節(jié)點(diǎn)的大小代表關(guān)鍵詞的頻次，頻次越高，節(jié)點(diǎn)越大。巖氣研究的高頻關(guān)鍵詞主要有頁巖氣(shale gas)、天然氣(natural gas)、水力壓裂(hydraulic fracturing)等，這些高頻關(guān)鍵詞在一定程度上代表了頁巖氣的研究重點(diǎn)及熱點(diǎn)。圖5中紫色外圈表明其中心性大于或等于0.1，屬于關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的影響力。頁巖氣論文關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)有頁巖氣(shale gas)、天然氣(natural gas)、甲烷(methane)、擴(kuò)散(diffusion)、演化(evolution)、流(flow)、沉積盆地(sedimentary basin)、煤(coal)、吸附(adsorption)、生成(generation)、系統(tǒng)(system)、碳(carbon)、美國中部(central united states)、盆地鹵水(basinal brine)，這些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)具有較強(qiáng)的中介作用，與其他關(guān)鍵詞的聯(lián)系較為緊密，通過這些節(jié)點(diǎn)開展的研究較多，在頁巖氣研究領(lǐng)域具有較重要的地位。

將頁巖氣研究領(lǐng)域相關(guān)論文的高頻關(guān)鍵詞按年度排序，得到主題詞的年度變化表(表5)，結(jié)合相關(guān)論文的內(nèi)容， 進(jìn)一步從時(shí)間的維度來解析頁巖氣研究熱點(diǎn)的變化趨勢(shì)(圖6)。

圖4 頁巖氣研究學(xué)科分布圖譜Figure 4 Shale gas research subjects distribution graph

圖5 頁巖氣研究論文關(guān)鍵詞共現(xiàn)及聚類混合圖譜Figure 5 Shale gas research paper keywords co-occurrence and hybrid clustering graph

時(shí)間關(guān)鍵詞頻次中心性時(shí)間關(guān)鍵詞頻次中心性2002甲烷810.172011密西西比州的巴涅特頁巖880.092003天然氣1410.332011多孔介質(zhì)480.012007流動(dòng)800.152011中國430.072007煤570.142011賓夕法尼亞州390.072007吸附510.122012美國450.032007盆地470.052012巖石440.032007德克薩斯中北學(xué)院4002012德克薩斯州400.022007碳350.12013油藏470.012008模型770.042013馬塞勒斯頁巖4402008滲透率740.072014油5202008頁巖700.052014擴(kuò)散4002008福特沃斯盆地670.012014水3502010頁巖氣4150.392015孔隙結(jié)構(gòu)380.022010系統(tǒng)900.12015模擬3502011水力壓裂960.032015納米孔隙340.02

在頁巖氣研究的萌芽階段(2002～2006)，高頻關(guān)鍵詞有“甲烷”“天然氣”，這期間的論文主要研究頁巖氣資源潛力的評(píng)價(jià)。較具代表性的是Curtis JB發(fā)表在《AAPG BULLETIN》上的《Fractured shale-gas systems》，指出低基質(zhì)滲透率頁巖儲(chǔ)層中的天然裂縫發(fā)育程度是天然氣生產(chǎn)率的控制因素，在大多數(shù)情況下，成功的頁巖氣井需要進(jìn)行水力壓裂[5]。該論文為后來頁巖氣相關(guān)研究提供了重要的借鑒意義。

頁巖氣研究的早期發(fā)展階段(2007～2010年)，論文的關(guān)鍵詞主要有“flow”“coal”“adsorption”“carbon”“model”“permeability”“shale”“shale gas”“system”等，這期間主要開展了頁巖氣在納米孔中的流動(dòng)、頁巖氣吸附及儲(chǔ)層建模等研究。2011年進(jìn)入快速發(fā)展階段，“hydraulic fracturing”“mississippian barnett shale”“porous media”“china”“Pennsylvania”等成為高頻關(guān)鍵詞，2012年的高頻關(guān)鍵詞有“united states”“rock”“texa”等，2013年的高頻關(guān)鍵詞有“reservoir”“marcellus shale”，2014年論文出現(xiàn)的新焦點(diǎn)為“oil”“emission”“water”等，結(jié)合相關(guān)論文內(nèi)容的分析，結(jié)果表明學(xué)者針對(duì)頁巖氣水力壓裂技術(shù)、水力壓裂造成的飲用水污染、甲烷泄漏造成的空氣質(zhì)量損害等開展研究， 可見隨著頁巖氣的大規(guī)模開采，開發(fā)引起的環(huán)境污染開始受到學(xué)者們的高度關(guān)注。2015年頁巖氣論文開始主要關(guān)注“pore structure”“simulation”“nanopore”等關(guān)鍵詞，表明頁巖氣儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)、納米孔等成為研究熱點(diǎn)。

利用CiteSpace軟件的聚類分析功能，對(duì)頁巖氣研究論關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析，采用“tf*idf +關(guān)鍵詞”對(duì)聚類進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)識(shí)，得到關(guān)鍵詞的聚類圖(圖5)和聚類統(tǒng)計(jì)表(表6)。Modularity Q=0.741 8，Mean Silhouette=0.677 5，表明聚類結(jié)果是合適的。

經(jīng)CiteSpace自動(dòng)聚類，共產(chǎn)生11個(gè)聚類，本文選取文獻(xiàn)數(shù)大于10的前6大聚類，分析頁巖氣的主要研究方向，如表6所示。表6從大到小列出了每個(gè)聚類的編號(hào)、聚類包含的論文數(shù)量、研究方向以及對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞。可見， 頁巖氣的研究熱點(diǎn)主要包括頁巖氣產(chǎn)能影響因素研究、中國四川盆地頁巖氣研究、頁巖氣儲(chǔ)層微觀孔隙研究、頁巖氣動(dòng)力學(xué)特征研究、頁巖氣烴源巖研究以及頁巖氣開發(fā)造成的污染研究等。

圖6 頁巖氣研究熱點(diǎn)的演變Figure 6 Shale gas research hot topics evolution

聚類號(hào)聚類文獻(xiàn)(篇)研究方向聚類標(biāo)簽(關(guān)鍵詞)#029頁巖氣產(chǎn)能影響因素分析擴(kuò)散性(diffusivity);規(guī)則(regulation); 壓力(pressure); 滲透率(permeability);(溫室氣體)greenhouse gas#124中國四川盆地頁巖氣研究頁巖氣(shale oil); 儲(chǔ)層特征(reservoir characterisation); 四川盆地南部(south-ern sichuan basin); 聚焦離子束(fib); 瀝青(bitumen)#220頁巖氣儲(chǔ)層微觀孔隙研究微孔(microporosity);孔隙度(porosity); 孔隙結(jié)構(gòu)(pore structure); 負(fù)吸附(negative adsorption; sorption)#319頁巖氣動(dòng)力學(xué)特征宏觀動(dòng)力學(xué)(macro-kinetics); 網(wǎng)格粗化(upscaling); 非均質(zhì)性(heterogenei-ty); 宏觀傳輸(macro transport); langmuir等溫吸附模型(langmuir isotherm)#415頁巖氣烴源巖研究含氣油頁巖(gas shale); 顯微組分(maceral); 干酪根(kerogen); 有機(jī)碳(organic carbon); 電阻系數(shù)(electrical resistivity)#514頁巖氣開發(fā)造成的污染鹽巖(halite); 盆地鹵水(basinal brine); 微生物氣(microbial gas); 更新世冰川作用(pleistocene glaciation); 沉積盆地(sedimentary basin)

(1)頁巖氣產(chǎn)能影響因素研究。該主題的研究集中在頁巖氣的擴(kuò)散與吸附研究，頁巖氣儲(chǔ)層滲透率研究等。Civan F提出了頁巖氣滲透率和擴(kuò)散性的改進(jìn)模型[6]。Yuan WN等實(shí)驗(yàn)研究了甲烷吸附和擴(kuò)散，并建立了相應(yīng)的模型[7]。

(2)中國四川盆地頁巖氣研究。該研究主題主要關(guān)注頁巖氣儲(chǔ)層特征、頁巖氣資源潛力、地球化學(xué)特征、頁巖氣藏形成于富集模式等。Chen Shangbin等研究了四川盆地頁巖氣儲(chǔ)層特征，分析了樣品的地球化學(xué)、巖石學(xué)、礦物學(xué)以及巖石物理特征[8]。Yang Feng等探索了四川盆地頁巖的分形特征，利用X射線衍射、總有機(jī)碳含量(TOC)、孔隙度和滲透率測(cè)試、氮?dú)馕胶图淄槲綄?shí)驗(yàn)研究了頁巖氣的納米孔結(jié)構(gòu)[9]。

(3)頁巖氣儲(chǔ)層微觀孔隙研究。該主題的研究主要集中在頁巖微觀孔隙結(jié)構(gòu)的意義、特征及表征等。Ross Daniel J K等提出了頁巖組成和孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)頁巖氣藏儲(chǔ)氣的潛在重要性[10]。Clarkson C等利用USANS/SANS、氣體吸附和壓汞研究了北美頁巖氣儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)特征[11]。

(4)頁巖氣動(dòng)力學(xué)特征。該主題主要研究頁巖氣分子動(dòng)力學(xué)特征以及實(shí)驗(yàn)?zāi)M等。Fathi Ebrahim等研究了基質(zhì)非均質(zhì)性對(duì)頁巖氣儲(chǔ)層氣體運(yùn)移和吸附的影響[12]。Fathi Ebrahim等指出宏觀傳輸和宏觀動(dòng)力學(xué)中非線性有所體現(xiàn)，促進(jìn)了氣體表面擴(kuò)散的效果[13]。Kazemi等對(duì)不同的頁巖樣品采用實(shí)驗(yàn)langmuir等溫線研究了吸附對(duì)納米通道視滲透率的影響[14]。

(5)頁巖氣烴源巖研究。主要針對(duì)頁巖氣源巖的顯微組分、有機(jī)碳等含量、熱成熟度等進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。Curtis JB年研究了美國五套頁巖地層的熱成熟度(表示為鏡質(zhì)體反射率)、有機(jī)碳含量等[5]。Zhang Tongwei等采用不同的頁巖干酪根樣品，分析了在頁巖氣系統(tǒng)中有機(jī)質(zhì)類型和熱成熟度對(duì)甲烷吸附的影響[15]。

(6)頁巖氣開發(fā)造成的污染研究。該主題的研究主要集中的頁巖氣鉆井和水力壓裂過程中的環(huán)境影響等。Vengosh Avner等指出了頁巖氣對(duì)美國水資源四大潛在危險(xiǎn)：易散烴類氣體對(duì)淺水層的污染，這也能導(dǎo)致潛水層的鹽化；溢出、泄露或處置不當(dāng)?shù)捻搸r氣廢水造成的地表水和淺層地下水污染；在處置點(diǎn)或溢出點(diǎn)的有毒或放射性元素的積累；水利壓裂造成的水資源短缺[16]。Shaffer Devin L則提出了高鹽頁巖氣產(chǎn)生廢水的淡化技術(shù)：機(jī)械蒸氣壓縮(MVC)、膜蒸餾(MD)和正向滲透(FO)[17]。

3 結(jié)論

目前頁巖氣研究正處于快速發(fā)展階段，頁巖氣論文數(shù)量急劇增加。各個(gè)國家之間已形成較緊密的合作關(guān)系，其中美國在頁巖氣研究中具有一馬當(dāng)先的影響力和引領(lǐng)作用，中國緊隨其之后。美國德克薩斯州立大學(xué)、中國石油大學(xué)和加拿大卡爾加里大學(xué)等與其他機(jī)構(gòu)開展合作較多，在頁巖氣研究中起到了較為重要的橋梁作用和引領(lǐng)作用。工程、能源與燃料等是開展頁巖氣研究的主要學(xué)科，化學(xué)、環(huán)境科學(xué)，地球科學(xué)、工程等是學(xué)科之間相互交叉滲透的中心點(diǎn)，在頁巖氣學(xué)科延伸中起到重要的橋梁作用。

頁巖氣研究熱點(diǎn)的演化：萌芽階段(2002～2006)，相關(guān)論文主要開展頁巖氣資源潛力評(píng)價(jià)。早期發(fā)展階段(2007～2010年)，研究熱點(diǎn)主要是頁巖氣在頁巖納米孔中的流動(dòng)、頁巖氣吸附以及儲(chǔ)層建模等。2011年進(jìn)入快速發(fā)展階段，針對(duì)頁巖氣水力壓裂技術(shù)、頁巖氣開采造成的飲用水污染、甲烷泄漏造成的空氣質(zhì)量損害等開展研究。此外，受到美國頁巖氣開發(fā)成功的啟發(fā)，中國學(xué)者開展了中國頁巖氣儲(chǔ)層特征等研究。2015年頁巖氣儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)、納米孔等微觀研究成為熱點(diǎn)。頁巖氣的研究熱點(diǎn)主要有頁巖氣產(chǎn)能影響因素、四川盆地頁巖氣研究、頁巖微觀孔隙及孔隙結(jié)構(gòu)、頁巖氣動(dòng)力學(xué)特征、頁巖氣烴源巖以及頁巖氣開發(fā)產(chǎn)生的水污染等。

值得注意的是，學(xué)者們開展頁巖氣勘探開發(fā)技術(shù)研究的同時(shí)，也關(guān)注了頁巖氣開采帶來的水污染、空氣質(zhì)量損害等環(huán)境影響。這是否能給我國頁巖氣開采帶來啟示？我們不能單方面追求能源開發(fā)與經(jīng)濟(jì)效益，還應(yīng)注重環(huán)境與生態(tài)保護(hù)，大力開展油氣資源開采伴隨的污染防治研究，不僅需要開發(fā)清潔能源，還要做到清潔開發(fā)能源。