中国科学报：油页岩资源开发提速
发布时间:2019-11-12 | 来源：宣传部 | 浏览量：
石油被誉为“工业的血液”。随着传统石油资源日渐匮乏，非常规油气资源的开发被提上日程，而一种能榨出油的石头——油页岩，尤其受青睐。
不久前，我国规模最大的油页岩产业基金——吉林省众诚油页岩产业投资基金在长春宣告成立，基金首期1亿元资金募集将于6个月内认缴到位。民间资本的涌入再加上官方的投资，“两条腿走路”的油页岩产业正在提速。
业内专家认为，随着油页岩地下原位开采技术的进一步完善，油页岩将成国内资源开发与投资的新宠。
石油资源的重要替代
油页岩也被称为“油母页岩”，是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，不仅可以通过干馏法炼制成油页岩油，并获得汽油、煤油、柴油等多种石油化工产品，还可作为燃料用来发电、取暖和运输，也可生产建筑材料和化肥等。
世界油页岩资源主要分布于美国、俄罗斯、中国、爱沙尼亚等国家。为了提高油气产量，许多国家都在积极尝试对油页岩的开发利用。油页岩也以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源。
中国科学院院士李廷栋说，油页岩作为常规油气的重要接替或补充资源，在全球资源战略中的地位日益彰显，开发油页岩有利于满足我国石油需求、降低对进口石油的依存度。
根据国土资源部油气资源战略研究中心（2014）评价结果， 我国油页岩资源量为9723.2亿吨，折算成可提炼的油页岩油为164.3亿吨，累计探明储量1082亿吨，探明程度11.1%。
中国石油大学（北京）地球科学学院院长曾溅辉教授告诉《中国科学报》，自2000年以来，我国油页岩油产量总体进入了快速增长阶段，从2005年以来一直位居世界第一，2015年达到了83万吨，为历史新高。2018年，全国油页岩油产量统计为74万吨。
曾溅辉表示，目前我国正在重点开展油页岩开发利用，各企业不仅在单一炼油或单一发电方面寻求新的先进技术，同时也在油页岩综合利用方面不断完善，力求对油页岩及其产品高效、完全地利用。
可以说，油页岩是当前具有广阔开发前景的重要能源，不管是其开发还是利用都蕴含巨大的潜能。青海煤炭地质一〇五勘探队工程师严翔告诉记者，就目前来看，全球的油页岩储量十分丰富，比石油资源储量多50%以上，并且其分布也相对集中，有利于对其进行有效开发与利用。
不过，严翔同时指出，油页岩开采工艺复杂、开采成本较高，再加上环保等问题的影响，其开发与利用的过程中还存在很多质疑与问题。因此，对我国油页岩储量、资源量以及经济效益等进行科学合理评价，是促进油页岩开采行业顺利稳定发展的重要基础。
亟须清洁高效开采
截至目前，几乎全球所有油页岩的开采都如同采煤一样，开采到地面再进行利用。曾溅辉介绍，从油页岩制取油页岩油的加工技术主要为地面干馏技术。地面干馏是指油页岩经露天开采或井下坑道开采运输至地面，并经过破碎筛分至所需的粒度或块度，再传输至干馏炉内，经加热低温干馏生成油页岩油、油页岩气及页岩半焦等。
根据干馏的不同方法，油页岩干馏还可进一步分为外热和内热蒸馏。外部热蒸馏是指将油页岩通过炉壁输送到炉内，从而加热干馏；内部热蒸馏则是在炉内与油页岩直接接触，然后实现油页岩的热解。
虽然传统的油页岩开采工艺较为成熟，但缺点不容忽视。地面干馏工艺提取油页岩油会产生大量的废渣，每提炼一吨油页岩油平均产生15吨至30吨废渣，废渣堆放占地较多、污染环境，同时产生的废水和废气的处理难度也很大。
曾溅辉称，粉末状油页岩干馏所产生的油气出炉时会带出粉末、粉尘，处理起来比较困难，而且油页岩发电和炼油后产生的大量灰渣，随意丢弃不仅浪费资源，还严重污染环境。此外，内热式干馏为了充分利用不同杂质（块状、颗粒状、粉末状）油页岩，经常需要同时配备多种干馏炉，在工艺技术和设备上比较复杂，使得成本进一步增加。
“因此，清洁、高效地利用油页岩灰渣及尾矿成为当前亟待解决的重大科技问题。”曾溅辉强调说，首先应对油页岩的开采技术进行更新，创造一种污染小、成本低、可行性大、产量高的全新技术。其次应积极对油页岩进行勘探，探索油页岩分布规律，争取发现更多的优质油页岩，加大油页岩油产量。
原位开采技术受关注
为推动油页岩大规模绿色开发利用，国际各大石油公司不断加强油页岩地下原位开采技术的研究，即不开采油页岩矿石，而是通过地下原位加热油页岩，将有机质（干酪根）裂解成“油”和可燃的“烃气”，然后将油气导出地表。
目前，壳牌、埃克森美孚、EGL等公司都正在进行原位开采的工业试验，其中壳牌的电加热原位开采技术相对成熟。“壳牌的关键技术是通过把热量直接引入地下，从而加热地下的油页岩层，使油页岩中的固态有机质受热裂解，形成可在地层孔隙中流动的液态和气态有机质（即油气）。然后，将这些油气采集并输送到地面进行分离处理。这样，不必把地下的岩层挖掘到地面就可以得到油页岩油。”曾溅辉介绍说。
近年来，我国先后有吉林省众城油页岩投资开发有限公司（简称众城油页岩公司）和吉林大学实现了油页岩原位开采技术。早在2014年7月，众城油页岩公司就成功从地下300米深的油页岩层开采出我国第一桶原位技术油页岩油。
中国工程院院士康玉柱等多位专家认为，众诚油页岩公司原位开采技术的初步成功，是我国油页岩原位开采技术的首次重大突破，也是一项自主创新的重大成果，开辟了油页岩原位开采的新途径，具有里程碑意义。
曾溅辉表示，原位开采技术一方面可以避免油页岩开采后在干馏装置内热加工时生成的废水、废气和废渣所导致的环境污染，另一方面可以开采中深部（大于500米以上）的油页岩，实现资源的最大化利用。该技术通过对油页岩进行缓慢加热，使得油气成熟的自然进程提前了好几万年。
不过，原位开采技术仍然存在一定问题。曾溅辉指出，要利用地下转化工艺技术开发油页岩层，首先要从地面向下钻许多用于不同目的的井。有的井用于向地下输送热量，有的井则用于采集生成的油气并输送到地面，还有的井用于监测温度、地下水动态等。这就不可避免地加大了开采成本，有可能造成开发困难，可行性低、开发难度过大。
也有专家表示，壳牌的电加热原位开采技术虽然相对成熟，技术可行性也得到了验证，但对于大规模工业应用仍具有一定局限性，主要表现在加热井距小、加热时间长，不适合层薄、含油率低、有断层、有顶底水层等油页岩储层。
然而，这些问题并不影响业界对地下原位开采技术前景的期望。抚顺矿业集团总经理韩放表示，根据其几十年来的建矿实践经验，全国地上干馏油页岩油年产量约100万吨，只有利用地下原位技术才能实现油页岩大规模开发。
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