页岩气和煤层气（主要组分为CH₄）勘探/开发对于优化我国现行能源消费结构、减少能源对外依存度、缓解因化石能源消费引发的环境污染问题具有重要战略意义。其中，向含气页岩储层注入富氧燃煤烟气有望封存其关键组分（CO₂、SO₂和NO_x）并协同增采页岩气，具有显著的环境和经济效益。为了初步验证该设想的技术可行性，化学工程学院非常规油气勘探/开发与二氧化碳地质封存团队测定了页岩对单组分CO₂和SO₂的吸附/解吸性能、采用二元组分CO₂/SO₂模拟富氧燃煤烟气以驱替CH₄、开展了CO₂/SO₂/NO-H₂O-页岩/围岩作用以明确目标储层对富氧燃煤烟气的封存稳定性。研究结果表明：（1）页岩对SO₂的吸附性能优于CO₂，对二者的解吸性能则反之，表明SO₂于储层中的封存稳定性及其对CH₄的驱替效果有望优于CO₂；（2）相较于现行CO₂-ESGR技术，CO₂/SO₂驱替模式能够显著提升页岩的CH₄解吸能力和CO₂封存潜力；（3）模拟原位储层条件下，富氧燃煤烟气能够引发矿化效应实现储层流体的稳定封存，并增强围岩封堵性能。

此外，结合我国煤层气开发现状，研发更为清洁、高效和低运行成本的煤层气开采工艺，对于实施我国煤层气“两步走”发展战略以及“双碳”战略目标具有重要意义。微波辐照技术因具有特殊“热效应”和“非热效应”有望同步改造煤层气储层并促进煤层气解吸，进而提高煤层气采收率。为此，该团队测定了与煤基质吸波性能相关的介电参数，并于模拟实际饱水煤层气储层条件下探究了微波辐照对煤基质升温行为、理化性质和CH₄吸附/解吸性能的影响。结果表明：（1）煤基质升温行为主要受控于其介电特性及矿物组成；（2）水分提升了煤基质前期升温速率，降低了最终体相温度；（3）微波辐照降低了煤基质芳香性及含氧官能团含量，水分对此趋势有抑制作用；（4）微波辐照前后煤基质CH₄吸附/解吸性能主要取决于其孔隙结构对微波的响应规律。综上，微波辐照技术有望于实际饱水储层增采煤层气。

上述系列研究工作分别发表于工程技术领域一区TOP期刊Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.160422）、Separation and Purification Technology（https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.125970、https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.131437、https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.130093）、ACS Sustainable Chemistry & Engineering（https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.4c06095），以及工程技术领域二区TOP期刊Gas Science and Engineering（https://doi.org/10.1016/j.jgsce.2024.205359）。论文第一作者分别为博士生徐艺和唐星，论文通讯作者为张登峰教授，通讯单位为昆明理工大学化学工程学院。

以上研究工作得到国家自然科学基金（52264001和42272202）、云南省基础研究计划（202201AT070144）、云南省“兴滇英才支持计划”（YNWRQNBJ-2019-164）和中国石化页岩油气勘探开发重点实验室开放基金（33550000-22-ZC0613-0211）的支持。