中國科學報：油頁巖資源開發(fā)提速
發(fā)布時間:2019-11-12 | 來源：宣傳部 | 瀏覽量：
石油被譽為“工業(yè)的血液”,。隨著傳統(tǒng)石油資源日漸匱乏,，非常規(guī)油氣資源的開發(fā)被提上日程,，而一種能榨出油的石頭——油頁巖,，尤其受青睞。
不久前,，我國規(guī)模最大的油頁巖產(chǎn)業(yè)基金——吉林省眾誠油頁巖產(chǎn)業(yè)投資基金在長春宣告成立,，基金首期1億元資金募集將于6個月內(nèi)認繳到位。民間資本的涌入再加上官方的投資,，“兩條腿走路”的油頁巖產(chǎn)業(yè)正在提速,。
業(yè)內(nèi)專家認為，隨著油頁巖地下原位開采技術的進一步完善,，油頁巖將成國內(nèi)資源開發(fā)與投資的新寵,。
石油資源的重要替代
油頁巖也被稱為“油母頁巖”,，是一種高灰分的含可燃有機質(zhì)的沉積巖,，不僅可以通過干餾法煉制成油頁巖油，并獲得汽油,、煤油,、柴油等多種石油化工產(chǎn)品，還可作為燃料用來發(fā)電,、取暖和運輸,，也可生產(chǎn)建筑材料和化肥等,。
世界油頁巖資源主要分布于美國、俄羅斯,、中國,、愛沙尼亞等國家。為了提高油氣產(chǎn)量,，許多國家都在積極嘗試對油頁巖的開發(fā)利用,。油頁巖也以資源豐富和開發(fā)利用的可行性而被列為21世紀非常重要的接替能源。
中國科學院院士李廷棟說,，油頁巖作為常規(guī)油氣的重要接替或補充資源,，在全球資源戰(zhàn)略中的地位日益彰顯，開發(fā)油頁巖有利于滿足我國石油需求,、降低對進口石油的依存度,。
根據(jù)國土資源部油氣資源戰(zhàn)略研究中心（2014）評價結果， 我國油頁巖資源量為9723.2億噸,，折算成可提煉的油頁巖油為164.3億噸,，累計探明儲量1082億噸，探明程度11.1%,。
中國石油大學（北京）地球科學學院院長曾濺輝教授告訴《中國科學報》,，自2000年以來，我國油頁巖油產(chǎn)量總體進入了快速增長階段,，從2005年以來一直位居世界第一,，2015年達到了83萬噸，為歷史新高,。2018年,，全國油頁巖油產(chǎn)量統(tǒng)計為74萬噸。
曾濺輝表示,，目前我國正在重點開展油頁巖開發(fā)利用,，各企業(yè)不僅在單一煉油或單一發(fā)電方面尋求新的先進技術，同時也在油頁巖綜合利用方面不斷完善,，力求對油頁巖及其產(chǎn)品高效,、完全地利用。
可以說,，油頁巖是當前具有廣闊開發(fā)前景的重要能源,，不管是其開發(fā)還是利用都蘊含巨大的潛能。青海煤炭地質(zhì)一〇五勘探隊工程師嚴翔告訴記者,，就目前來看,，全球的油頁巖儲量十分豐富，比石油資源儲量多50%以上,，并且其分布也相對集中,，有利于對其進行有效開發(fā)與利用,。
不過，嚴翔同時指出,，油頁巖開采工藝復雜,、開采成本較高，再加上環(huán)保等問題的影響,，其開發(fā)與利用的過程中還存在很多質(zhì)疑與問題,。因此，對我國油頁巖儲量,、資源量以及經(jīng)濟效益等進行科學合理評價,，是促進油頁巖開采行業(yè)順利穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎。
亟須清潔高效開采
截至目前,，幾乎全球所有油頁巖的開采都如同采煤一樣,，開采到地面再進行利用。曾濺輝介紹,，從油頁巖制取油頁巖油的加工技術主要為地面干餾技術,。地面干餾是指油頁巖經(jīng)露天開采或井下坑道開采運輸至地面，并經(jīng)過破碎篩分至所需的粒度或塊度,，再傳輸至干餾爐內(nèi),，經(jīng)加熱低溫干餾生成油頁巖油、油頁巖氣及頁巖半焦等,。
根據(jù)干餾的不同方法,，油頁巖干餾還可進一步分為外熱和內(nèi)熱蒸餾。外部熱蒸餾是指將油頁巖通過爐壁輸送到爐內(nèi),，從而加熱干餾,；內(nèi)部熱蒸餾則是在爐內(nèi)與油頁巖直接接觸，然后實現(xiàn)油頁巖的熱解,。
雖然傳統(tǒng)的油頁巖開采工藝較為成熟,，但缺點不容忽視。地面干餾工藝提取油頁巖油會產(chǎn)生大量的廢渣,，每提煉一噸油頁巖油平均產(chǎn)生15噸至30噸廢渣,，廢渣堆放占地較多、污染環(huán)境,，同時產(chǎn)生的廢水和廢氣的處理難度也很大,。
曾濺輝稱，粉末狀油頁巖干餾所產(chǎn)生的油氣出爐時會帶出粉末,、粉塵,，處理起來比較困難,，而且油頁巖發(fā)電和煉油后產(chǎn)生的大量灰渣,，隨意丟棄不僅浪費資源,，還嚴重污染環(huán)境。此外,，內(nèi)熱式干餾為了充分利用不同雜質(zhì)（塊狀,、顆粒狀、粉末狀）油頁巖,，經(jīng)常需要同時配備多種干餾爐,，在工藝技術和設備上比較復雜，使得成本進一步增加,。
“因此,，清潔、高效地利用油頁巖灰渣及尾礦成為當前亟待解決的重大科技問題,?！痹鵀R輝強調(diào)說，首先應對油頁巖的開采技術進行更新,，創(chuàng)造一種污染小,、成本低、可行性大,、產(chǎn)量高的全新技術,。其次應積極對油頁巖進行勘探，探索油頁巖分布規(guī)律,，爭取發(fā)現(xiàn)更多的優(yōu)質(zhì)油頁巖,，加大油頁巖油產(chǎn)量。
原位開采技術受關注
為推動油頁巖大規(guī)模綠色開發(fā)利用,，國際各大石油公司不斷加強油頁巖地下原位開采技術的研究,，即不開采油頁巖礦石，而是通過地下原位加熱油頁巖,，將有機質(zhì)（干酪根）裂解成“油”和可燃的“烴氣”,，然后將油氣導出地表。
目前,，殼牌,、埃克森美孚,、EGL等公司都正在進行原位開采的工業(yè)試驗,，其中殼牌的電加熱原位開采技術相對成熟?！皻づ频年P鍵技術是通過把熱量直接引入地下,，從而加熱地下的油頁巖層，使油頁巖中的固態(tài)有機質(zhì)受熱裂解，形成可在地層孔隙中流動的液態(tài)和氣態(tài)有機質(zhì)（即油氣）,。然后,，將這些油氣采集并輸送到地面進行分離處理。這樣,，不必把地下的巖層挖掘到地面就可以得到油頁巖油,。”曾濺輝介紹說,。
近年來,，我國先后有吉林省眾城油頁巖投資開發(fā)有限公司（簡稱眾城油頁巖公司）和吉林大學實現(xiàn)了油頁巖原位開采技術。早在2014年7月,，眾城油頁巖公司就成功從地下300米深的油頁巖層開采出我國第一桶原位技術油頁巖油,。
中國工程院院士康玉柱等多位專家認為，眾誠油頁巖公司原位開采技術的初步成功,，是我國油頁巖原位開采技術的首次重大突破,，也是一項自主創(chuàng)新的重大成果，開辟了油頁巖原位開采的新途徑,，具有里程碑意義,。
曾濺輝表示，原位開采技術一方面可以避免油頁巖開采后在干餾裝置內(nèi)熱加工時生成的廢水,、廢氣和廢渣所導致的環(huán)境污染,，另一方面可以開采中深部（大于500米以上）的油頁巖，實現(xiàn)資源的最大化利用,。該技術通過對油頁巖進行緩慢加熱,，使得油氣成熟的自然進程提前了好幾萬年。
不過,，原位開采技術仍然存在一定問題,。曾濺輝指出，要利用地下轉化工藝技術開發(fā)油頁巖層,，首先要從地面向下鉆許多用于不同目的的井,。有的井用于向地下輸送熱量，有的井則用于采集生成的油氣并輸送到地面,，還有的井用于監(jiān)測溫度,、地下水動態(tài)等。這就不可避免地加大了開采成本,，有可能造成開發(fā)困難,，可行性低、開發(fā)難度過大,。
也有專家表示,，殼牌的電加熱原位開采技術雖然相對成熟,，技術可行性也得到了驗證，但對于大規(guī)模工業(yè)應用仍具有一定局限性,，主要表現(xiàn)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?shù)姿畬拥扔晚搸r儲層,。
然而，這些問題并不影響業(yè)界對地下原位開采技術前景的期望,。撫順礦業(yè)集團總經(jīng)理韓放表示,，根據(jù)其幾十年來的建礦實踐經(jīng)驗，全國地上干餾油頁巖油年產(chǎn)量約100萬噸,，只有利用地下原位技術才能實現(xiàn)油頁巖大規(guī)模開發(fā),。
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