为什么中国的页岩油开采如此困难?与美国的差距到底有多大?

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为什么中国的页岩油开采如此困难?与美国的差距到底有多大?

2024-04-13 20:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

石油无疑是当今世界最热门的能源之一。它不仅可以满足人们日常所需,还能为国家提供大量的外汇。因此,无论是发达国家还是发展中国家,都十分重视石油资源开发与利用工作。我国的油气储量十分丰富。2020年,石油消费总量占全球能源消费总量的31.2%,高于煤炭、天然气等其它能源。石油作为“工业的血液”,无疑是民族工业发展的新需求,而石油开采已经成为重中之重。

加利福尼亚页岩油田

但石油是不可再生资源,任何数量的石油都不会枯竭。根据《2020年世界能源统计报告》,世界石油储量估计超过2400亿吨,预计未来50年仍可开采。因此,如果未来石油产量不再增加,那么石油供应将会变得越来越紧张。这对于以生产成品油为主的石化行业来说无疑是一个巨大的挑战。而对于石油企业而言更是雪上加霜。如何应对这种形势?因此,问题是,当全球石油资源在50年后耗尽时,新的替代能源是什么? 现在,这个问题已经得到了回答,页岩油是人们预期的众多储备能源之一。

大庆又探明页岩油12亿吨,到底什么是页岩油?

中国页岩油资源丰富,目前可供开采的页岩油资源量约55亿吨,占世界可采总量的9.7%;据测算,我国页岩油年开采量将达到1万亿立方米以上。页岩油以其独特优势成为世界能源战略中一个重要组成部分,对保障国家能源安全意义重大。页岩油是一种非常规油气。我国页岩油分布在22个省、47个盆地,其中大部分盆地埋藏深度超过300米,被认为是我国最具潜力和战略性的石油接替资源。

据央视新闻消息,8月25日,大庆古龙页岩油勘探传来喜讯,新发现石油地质储量预计在原有的基础上再增加1268万吨!需要明确的是,2020年我国石油年产量仅为1.95亿吨、进口量为5.4亿吨。而随着中国经济进入高质量发展阶段,能源消费也随之增长,原油对外依存度逐年攀升,国内成品油供应安全面临严峻挑战。这就需要我们加大对非常规油气资源的开发利用力度。页岩油就是其中之一。如果能够充分利用页岩油资源,将大大缓解我国的石油压力,甚至有望扭亏为盈的局面。

专家表示,这一勘探发现具有里程碑式,古龙页岩油目前可能难以开采,但在国家自然科学基金的支持下,相信这项技术最终将全面升级。中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司(以下简称“大庆油田公司”),是我国最早开展页岩油气资源勘查和开发利用工作的企业之一,目前已建成国内最大的页岩油田群。在2021年6月,《石油勘探与开发》杂志发布的一份报告也显示,大庆古龙页岩油的一些重大科学问题已经解决,未来规模化开采是可能的!

           

大庆古龙页岩油属于陆相页岩油,从松辽盆地古龙凹陷带到中心区域,出油明显,储量比较丰富。但由于受技术和经济等方面的制约,目前尚没有大规模开采。在国内,页岩油已经成为继稠油之后又一个新的能源增长点。那么,页岩油是什么资源呢?

顾名思义,页岩油可以理解为“藏在页岩缝隙中的油”,含有页岩油的岩石称为油页岩。油页岩是一种非常规油气资源,其储量十分丰富,世界上已知油页岩总计有10亿多吨。美国是目前世界上最大的页岩油气区。全球约70%以上的原油来源于油页岩。油页岩呈淡褐色或暗黑色,富含有机质,表面粗糙,可直接燃烧。燃烧时,油页岩会散发出黑烟和强烈的沥青味。油页岩中有时会发现远古植物化石、方鳞鱼和介形虫。

页岩古生物化石

           

油页岩,在国内也被称为“人造油”,可以通过机械破碎和加热到500摄氏度左右来提炼。 页岩油的天然含量有高有低,一吨油页岩一般可生产38-378升原油,即0.3-3.2桶。 由于它具有很高的热值和较好的流动性,因此被广泛地应用于燃料动力工业中,特别是作为发电的主要能源。此外,页岩油还是优良的化工原料。 页岩页岩油裂解后,可从煤油、石油、柴油、石焦油等化工产品中提取,是重要的化工储备原料。

页岩油开采

从油页岩中提取石油并不容易。 目前世界上有很多国家都在大力发展油页岩能源产业,其中包括中国、美国等。但是,我国对于油页岩的开发利用起步较晚,并且还存在一些问题亟待解决。 由于技术上的原因,我国页岩油生产主要分为露天开采和地下开采两种,单井累计开采率低、开采成本高、开采效果不好。

油页岩矿石通过露天开采或矿井开采收集和运输到地表,然后通过低温干馏生产。 由于页岩油中含有大量烃类物质,所以会产生一定程度的环境污染。因此,如何有效利用页岩油资源,成为当前人们关注的焦点之一。在此背景下,地面干馏法应运而生。 需要注意的是,页岩油干馏开采对环境的影响很大,地面干馏法只适用于300米以内的页岩油开采,其可持续性和环保性性受到社会各界的普遍质疑。

油页岩

           

据调查,每开采一吨页岩油,就会产生1530吨的废石渣,露天堆积的废石残渣会占用大量的土地,影响地表植被的生长。 如果将页岩油直接排放到河流中,不仅浪费了宝贵的油气资源,还污染环境,甚至危及人畜安全。因此,页岩油开发已成为全球关注的热点。然而,页岩油并不神秘。 资料显示,我国页岩油平均含油率仅为5%10%,但却产生了90%以上的废水、废气和废渣,是环境的“硬伤”,迫切需要一场“页岩油革命”。

此外,页岩油开采还可能导致采空区地质沉陷,对周围居民的生活和城市建设产生重大影响。 因此,页岩油产业发展必须要考虑其潜在的社会风险和环境风险。目前我国已成为世界上最大的石油消费国和生产国,但却不是油气强国。 在燃料价格上涨上涨和环保政策趋紧的背景下,国内页岩油开发企业正努力扭亏为盈,多数企业实现微利甚至亏损,停产,加剧了“难产”。

石油化工厂

           

在这一阶段,只有美国才能实现大规模页岩油生产。 2014,美国一桶石油的开采成本保持在80美元左右,随着技术的提高,2019年降至40美元一桶。 就我国页岩油的开发而言,目前仍处于试验研究阶段,利用量较低。 然而,近年来,国家对页岩油的重视程度逐渐提高。2015年5月1日正式施行《石油天然气法》,标志着中国页岩油气开发进入快车道。 2010年以来,我国在鄂尔多斯、准喀尔、渤海湾、松辽三塘湖盆地率先开展页岩油勘探开发试验,取得了丰硕成果,页岩油生产的“打样”初显成效。

中美和中国在页岩油开采方面的差距有多大呢?

中国在页岩油开采方面的差距是显而易见的。 虽然中国已经成为世界上最大的页岩油生产国之一,但与美国相比仍然存在着巨大差距。随着油气资源逐渐枯竭,我国将大力开发页岩油产业。页岩油具有良好的发展前景。 数据显示,2018年美国页岩油开采量突破3亿吨,预计2025年和2030年将分别达到5亿吨和6亿吨。 仅仅是岩页油的开发,美国甚至扭转了1970年代以来的石油下滑趋势,不仅原油实现自给自足,而且还大量出口国外,赚取丰厚的外汇。

           

综上所述,中中国之间的差异主要体现在两个方面:

首先,美国生产成熟度成熟度海相页岩油,而中国生产低成熟度和中成熟度的陆相页岩油。

美国海相页岩油资源丰富,成熟度高,油质丰富、粘稠、液态石油,易于大规模开采。 因此,许多国家将其作为本国重要能源之一加以利用。我国也不例外。由于我国幅员辽阔,地大物博,所以,我国页岩油资源十分广阔。 实际上,早在1953年,美国就在威林斯顿盆地开发了页岩油,那里的原油饱和度率为50%75%,粘土矿物仅占3%25%。

页岩油开采图

           

与之形成鲜明对比的是,我国陆相页岩油的开采性能明显劣势:有机质含量低、脆性低、压力系数小、泥质含量高、原油粘度大(流动性差)、驱动能量不足。 而这些特性决定了页岩油是一种具有很大发展潜力的非常规油气资源,但其开发难度较大。因此,对陆相页岩油进行有效开采显得尤为重要。影响页岩油采收率的主要因素有三个方面。 在我国已发现的陆相油页岩中,90%以上属于中低熟度油页岩,转化为石油的有机物比例较小,现有技术手段无法直接开采。

其次,原油开采技术,特别是储层改造技术存在明显差异。

以美国为代表的发达国家已经实现了油页岩的地下原位开采,不再需要开采、运输矿石和地面加工,页岩油层直接在地下加热,就地压裂,通过采油管输送到地面。 由于其工艺简单,设备投资费用低,因此得到广泛地应用。目前世界上已有30多个国家采用这一新技术。我国从20世纪70年代就开始研究并逐步开展这项工作。 与我国地面干馏相比,原位开采具有污染少、耗水量少、产物品质好、开采效率等显着优势。

中国页岩油革命是提高研发成本关键吗?

归根结底,页岩油的开采取决于技术因素,没有研发资金,技术进步就无法实现。 美国是世界上页岩气勘探开发最成功的国家之一,其在20世纪80年代就开始研究并建立起一套完善的技术体系。目前,页岩油已经成为全球油气资源领域中发展最快的产业之一。 教育部、科技部等部门和单位投入4亿元用于原位转化开采技术的研究开发,民营企业也投入了一定的资金,但总体投入不多。

           

再看看美国。 自1980年代以来,页岩油气开发支出超过60亿美元,包括高达20亿美元的技术研究及相关理论支出。 美国是世界上仅有的两个拥有自己完整工业体系的国家之一,也是目前全球最大的石油生产国和消费国。美国在页岩油气方面的投资力度一直较大。早在2006年。 《美国能源法案》还规定,未来10年,美国每年将投入4500万美元,用于页岩油等非常规油气的研发。

据了解,随着我国页岩油气革命的开始,国内对页岩气技术研发的投资将逐步跟进。 到那时,随着技术的成熟和采油成本逐渐降低,预计商业化开采将成为现实。 而在这一进程中,中国石油天然气股份有限公司(以下简称“中石化”)将发挥怎样的作用?又有哪些新的举措值得关注和借鉴呢?页岩油气开发给中国带来了什么变化? 我们不妨一起期待这一新的机会!



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