12亿吨!大庆页岩油储量丰富,为何无力开采?中美差距有多大?

当今世界,石油无疑是最炙手可热的能源之一。在2020年全球能源的消费中,石油的总消费占比高达31.2%,超过了煤炭和天然气等其他能源。作为“工业的血液”,石油对各国工业的发展无疑是一种刚需,而石油的开采也就成了重中之重。

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美国加州页岩油田

但石油毕竟是不可再生资源,储量再多也总有开采完的一天。据《2020年世界能源统计报告》显示,全球的石油储量约为2400多亿吨,预计还可供开采50年。那么问题来了,50年后当全球石油资源陷入枯竭,新的替代能源又将是哪一种呢?现在这一问题已经有了答案——在众多的储备能源中,页岩油被寄予厚望。

大庆又探出12亿吨页岩油,页岩油到底是什么?

中国的页岩油储量丰富,目前可供开采的资源量约为55亿吨,占全球可采总量的9.7%。我国的页岩油分布在22个省区、47个盆地,大部分油层的埋藏深度都超过300米,被认为是国内潜力最大、最具战略性的石油接替资源。

据央视新闻报道,8月25日大庆古龙页岩油的勘探又传来好消息,新探明的石油地质储量在原有基础上预计新增12.68亿吨!要知道在2020年,我国的石油年产量仅有1.95亿吨,进口量却高达5.4亿吨。如果能充分利用页岩油资源,我国的石油压力将大大缓解,甚至有望扭转盈亏的态势。

有专家表示:这次的勘探发现具有里程碑式的意义,古龙的页岩油虽然暂时还难以开采,但有了国家自然科学基金的支持,相信技术最终会迎来全面升级。2021年6月,发表在《石油勘探与开发》上的一篇报告也显示,大庆古龙页岩油的部分重大科学问题已经得到解决,将来有望实现规模化开采!

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大庆古龙的页岩油属于陆相页岩油,从松辽盆地古龙凹陷带的边缘一直到中心区域,均能看到有油流出,储量相当丰富。那么,页岩油到底是一种什么样的资源呢?

顾名思义,页岩油可以理解成“藏在页岩缝隙中的油”,含有这种油料的岩石则被称为油页岩。油页岩呈淡褐色或暗黑色,富含有机质,表面无光泽,可以直接点燃,燃烧时会冒出黑烟并伴有浓郁的沥青味,有时还能在其中发现远古植物、方鳞鱼以及介形虫的化石。

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页岩中的古生物化石

将油页岩用机械打碎并高温加热到500℃左右,就可以提炼出页岩油,国内也将其称为“人造石油”。页岩油的天然含量有高有低,1吨油页岩提炼出的原油一般为38~378升,换算下来也就是0.3~3.2桶。经加氢裂解后,页岩油还可以进一步获得煤油、石油、柴油、石焦油等多种化工产品,是一种重要的化工储备原料。

页岩油的开采

想要把油页岩中的原油提炼出来并不是一件容易的事。由于技术原因,我国页岩油的开采主要分为露天开采以及地下矿井开采2种,单井累计出油率低,开采成本高,效果乏善可陈。

无论是露天开采还是矿井开采,都是将油页岩矿石采集运输到地表,再经过低温干馏制取页岩油。需要说明的是,页岩油的干馏开采对环境影响很大,而且地面干馏法只适用于开采300米之内的页岩油,其可持续性和环保性受到了社会各界的广泛质疑。

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油页岩

据调查,平均每提炼出1吨页岩油,便会附带产生15~30吨的废石渣,废渣露天堆砌会占用大量土地,影响地表植被的生长。相关数据显示,我国页岩油的平均含油率只有5%~10%,但产生的废水、废气、废渣却超过90%,对环境的危害是个“硬伤”,急需进行一次“页岩油革命”。

还有一点,页岩油开采容易导致采空区发生地质沉陷,对周边居民的生活以及城市建设都会产生较大影响。在燃料价格上涨、环保政策收紧的背景下,国内的页岩油开发企业投入成本不断增加,很难实现盈利,多数都处于微利甚至是亏损、停产的状态,进一步加剧了页岩油的“难产”局面。

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石油化工厂

现阶段,全球只有美国能实现页岩油的规模化开采。2014年美国每桶油的开采成本控制在80美元左右,随着技术不断进步,2019年时成本便下降到了40美元/桶。至于我国的页岩油开发,目前还处于实验和研究阶段,利用量微乎其微。从2010年开始,我国在鄂尔多斯、准喀尔、渤海湾、松辽三塘湖等盆地先后进行了页岩油的勘探开发先导试验,成果颇丰,“打样”开采已初见曙光。

开采页岩油,中美的差距有多大?

中国和美国在页岩油开采领域的差距可谓是一目了然。据统计,2018年美国的页岩油开采量就突破了3亿吨,预计在2025年产量可达5亿吨,2030年有望冲击6亿吨。仅仅凭借岩页油这一项开发技术,美国甚至扭转了自上世纪70年代以来的石油下滑颓势,不仅实现了原油自给,而且还大量出口到国外,赚取了丰厚的外汇。

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概括来说,中国和美国之间的差别主要体现在以下两个方面:

  • 第一,美国开采的是海相页岩油,成熟度高,中国的则是陆相页岩油,以中低成熟度为主。

美国海相页岩油储量丰富,成熟度高(注:意思是页岩中大部分的有机物质都已经转化成了液态石油)石油丰度高、黏度低、流动性强,易于规模化开采。事实上,早在1953年美国就对威林斯顿盆地的页岩油进行了开发,当地页岩中原油的饱和度高达50%~75%,而粘土矿物的含量仅有3%~25%,自然条件可以说是得天独厚。

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页岩油开采示意图

相比之下,我国的陆相页岩油在开采性能上明显处于劣势:有机质含量偏低、脆性低、压力系数低、泥质含量高、原油粘度高(流动性低)、驱动能量不足。在我国探明的陆相油页岩中,90%以上都属于中低熟度,只有一小部分的有机物转化成了石油,无法通过现有的技术手段直接开采。

  • 第二,原油开采技术(尤其是储层改造技术)水平存在明显差距。

美国等发达国家实现了油页岩的地下原位开采,省去了开采运输矿石和地上加工的步骤,直接在地下对页岩油层进行加热,原位裂解,通过采油管将原油输送到地面。相比于我国的地面干馏,原位开采显然更有优势,污染少、耗水量小、产物品质好、开采效率高,这一技术也是我国目前的科研攻关方向。

中国的页岩油革命,加大研发成本是关键?

说到底,页岩油的开采还是依赖于技术因素,而技术的进步离不开研发资金的支持。我国教育部、科技部等部门和单位先后投入了4亿元用于研发原位转化开采技术,民营企业也注入了一定资本,但总体投入并不多。

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再看看美国。从上世纪80年代开始,页岩油气的开发投入已有60多亿美元,其中技术研究和相关理论的投入就多达20亿美元。《美国能源法案》中亦有明确规定:在未来10年内,每年将投入4500万美元用于页岩油等非常规油气的技术研发。

相信随着我国页岩油气革命的启动,国内技术研发的投入也会逐渐跟上。届时,随着技术的不断成熟,采油成本逐渐降低,商业化开采才有望成为现实。对于这一新的机遇,我们不妨共同期待!

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