中國“提速”油頁岩勘探與開發

　　作為非常規能源，全球油頁岩資源豐富。中國油頁岩資源總量位居世界第二位，折合成油頁岩油，約為全國常規石油資源量的62%。目前，中國正在“提速”油頁岩資源勘探與開發技術研究，以提高油氣能源自給率，增強未來保障國家能源安全能力。

　　油頁岩資源：中國居世界第二 吉林居全國第一

　　近年來，世界常規油氣資源勘探開發程度高，剩余資源日益減少，以致密油氣、頁岩油氣為代表的非常規油氣資源快速興起，已成為油氣資源的重要接替領域。而油頁岩是一種重要的能源礦產資源，不僅可以提取油頁岩油及相關石油化工產品，而且可作為燃料用來發電、取暖和運輸，還可生產建筑材料和化肥等。它既屬於固體礦產資源，又屬於非常規油氣資源，含油率大於3.5%，可用於生產油頁岩油，直接燃燒發電。

　　據了解，全球油頁岩資源豐富，折合油頁岩油資源約4400多億噸，主要分布在美國、中國、俄羅斯、約旦、摩洛哥、澳大利亞、愛沙尼亞、加拿大等國家。其中，美、中、俄三國油頁岩油資源佔全世界的90%左右。

　　2003年至2006年，我國“新一輪全國油氣資源評價”項目由國土資源部、國家發改委、財政部聯合啟動。該項目由國土資源部油氣資源戰略研究中心承擔，吉林大學地球科學學院教授劉招君負責實施了“全國油頁岩資源評價”工作，歷經4年對全國80個油頁岩含礦區進行了系統的評價工作。

　　評價結果表明，中國油頁岩分布范圍廣泛，覆蓋了22個省和自治區、47個盆地。其中，鬆遼盆地是最大的含油頁岩盆地，其分布面積可達5萬平方公裡，約佔全國的45%。

　　據劉招君介紹，我國油頁岩資源量巨大。目前已評價的1000米以淺(埋深小於1000米)的油頁岩資源達7199億噸，平均含油率約6.6%，折合成油頁岩油476億噸，約為全國常規石油資源量的62%。其中，東北三省油頁岩資源量就佔了全國油頁岩總資源量的47%，折合成油頁岩油為162億噸。

　　吉林省是全國油頁岩資源最豐富的省份，約佔全國油頁岩總資源量的30%。2006年以來，吉林省油頁岩資源勘探取得了重大進展，截至2014年，在鬆遼盆地發現了4處超百億噸的大型油頁岩礦床。目前，全省查明油頁岩資源量1071億噸，折合成油頁岩油查明資源量52億噸﹔探明油頁岩資源量4.4億噸，折合成油頁岩油探明資源量0.36億噸。“吉林省扶余—長春嶺是油頁岩資源達453億噸的大型油頁岩礦床，具有很好的開發前景。”劉招君說。

　　傳統開採方式趨於停止地下原位開採深受關注

　　油頁岩的開發利用可以追溯到17世紀，目前世界上幾乎所有的油頁岩都是通過開採到地面進行利用的。就像採煤一樣，通過傳統露天開採或礦井開採，將油頁岩礦石運輸到地表后，再經過低溫干餾，制取油頁岩油或燃燒發電。

　　油頁岩地面干餾存在環保方面的局限性。不僅露天開採對地表生態及水質破壞較嚴重，而且地面干餾過程中會產生大量的廢棄物，每提煉一噸油頁岩油平均產生15噸至30噸廢渣，堆放佔用土地。生產過程中大量的廢水、廢氣處理難度也較大。

　　受環保問題和廢渣綜合利用技術制約，油頁岩傳統開發行業發展比較緩慢，在世界范圍內油頁岩地面干餾規模較小，僅在愛沙尼亞、中國和巴西有一定應用，地面干餾油頁岩油年產量約200萬噸，與常規油氣相比產量很低。

　　美國作為油頁岩資源最豐富的國家，從未放棄油頁岩的開發利用。美國土地管理局於2005年6月和2009年11月先后兩次在科羅拉多試驗區進行地面干餾研發示范，多家公司在此處進行地面干餾試驗，目前處於技術研發和儲備階段，受環保要求限制尚未進行商業化開發。

　　在我國，油頁岩的開採主要是傳統的地面干餾工藝。由於我國油頁岩平均含油率僅在5%至10%左右，因此會產生超過90%的廢渣，廢氣、廢水和廢渣無疑會造成對環境的影響。20世紀五六十年代，我國油頁岩在提供動力燃料和熱電等方面發揮了重要作用，但隨著大慶等大油田的相繼發現，開發利用趨於停止。

　　近些年，發達國家對油頁岩開發利用主要關注的是地下原位開採技術，即直接給地下的油頁岩層通過多種方法加熱，使它在地下裂解，生產出油頁岩油，並傳輸至地面。國際著名石油公司——荷蘭殼牌公司持續開展相關研究30多年，總計投入近30億美元，研發了一套電加熱油頁岩原位轉化技術，相對於傳統地面干餾，具有對環境污染少、耗水量少、產物品質好、可開採較深層油頁岩等優勢。

　　據專家介紹，殼牌的電加熱原位開採技術相對成熟，技術可行性得到了驗証，但對於大規模工業應用仍具有一定局限性，主要表現在加熱井距小、加熱時間長，不適合層薄、含油率低、有斷層、有頂底水層等油頁岩儲層。

　　我國油頁岩原位轉化技術取得突破性進展

　　據國家能源頁岩油研發中心主任、中國科學院院士金之鈞教授介紹，油氣資源包括常規油氣資源和非常規油氣資源。而非常規油氣資源類型主要包括：致密油氣、頁岩油氣、煤層氣、油砂、油頁岩和天然氣水合物等，從前到后開發難度越來越大，對技術要求越來越高，開發成本與資源豐度、技術水平、環境保護的關聯度越來越大。

　　有關專家指出，與其他能源資源相比，油頁岩埋深淺、分布廣且穩定，探明成本低，資源易於落實。若開採技術攻關突破，國家能源急需時可隨時發揮作用，是現實的油氣戰略儲備資源。

　　據介紹，我國適合露天開採(埋深小於100米左右)和井工開採(埋深100米到300米左右)的油頁岩資源較少，大部分油頁岩資源的開發依賴於原位轉化開採技術的突破。

　　記者從有關方面了解到，我國近年來已經探索和推進油頁岩原位轉化開採技術的相關研究，教育部、科技部、吉林省、中石油、中石化等投入了約4億元開展原位轉化開採技術研究，民營企業眾誠集團也投入近2億元開展研究。他們均取得了不同程度的進展。

　　國內多家大學一直積極開展油頁岩原位轉化開採技術研究。吉林大學依托國家級工程實驗室開展了基礎理論研究，通過小井組試驗成功採出了油頁岩油。太原理工大學針對原位注蒸汽技術進行了深入研究，並與大同煤礦集團合作完成了室內中試試驗。中國石油大學開展了大量室內實驗分析，針對油頁岩熱解機理取得了一系列認識突破。

　　中石油開展了油頁岩原位轉化開採機理研究、技術裝備研發和室內模擬實驗等技術攻關。中石化立足於資源整合，研究了國內外油頁岩原位轉化開採技術的特點，在此基礎上，聚焦電加熱和流體加熱兩種方法，開展了大量室內實驗研究和數值模擬研究，形成了兩套現場先導試驗方案。

　　總部位於吉林省長春市的眾誠集團是一家以石油煉制、銷售為一體的大型民營股份制企業，自2008年起進入油頁岩領域，自主研發了“地下原位裂解技術”，並在鬆遼平原開展了小井組試驗，成功實現了地下300米處點燃油頁岩，於2014年7月生產出了我國第一桶原位技術油頁岩油，相關技術獲得了1項國際專利、2項國家發明專利和7項實用新型專利。有關專家認為，這標志著中國油頁岩原位開採技術有了突破性進展，具有裡程碑意義。

　　業內專家認為，盡管我國油頁岩原位開採技術和工藝尚未成熟，基礎研究比較薄弱，亟待加強后才能進行技術經濟性評價和工業化應用，但其應用前景廣闊。此外，原位轉化技術還可以用於稠油、致密油、頁岩油和油砂等油資源的開採，改善重油或低成熟度油的品質及流動性，以常規採油方法將改質后的油氣產出，提高重油或低成熟度油的採收率，具有廣泛的應用范圍。

　　有關專家認為，由於我國“富煤貧油少氣”的資源稟賦，油氣對外依存度持續攀升，石油安全是我國能源安全得到切實保障的關鍵。資源豐富的油頁岩作為我國潛在的戰略儲備資源和重要補充能源，應該將其開發利用列入國家能源戰略。他們建議，開展全國油頁岩資源勘查，加強油頁岩開發利用技術攻關，擴大原位轉化先導試驗規模，研究制定油頁岩勘探開發規劃，研究制定油頁岩開發利用支持政策。

　　據了解，油頁岩的重要性已引起高層領導的重視，油頁岩的相關工作正呈現“提速”之態。在國家發改委、能源局等部門和吉林省的大力推動下，目前，油頁岩原位開發項目已被列入國家能源技術革命創新行動計劃，特別是振興東北“推進吉林油頁岩綜合利用基地建設”項目。此外，油頁岩資源評價和高效開發技術已納入“地球深部探測”國家重大科技項目的一個子任務。

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