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中国油页岩勘查开发现状与展望

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中国 油页岩 勘查 开发 现状 展望
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书书书第 21卷第 7期2012年 7月中国矿业CHINA MINING MAGAZINEVol.21,No.7Jul. 2012矿业综述中国油页岩勘查开发现状与展望朱杰1,2,车长波2,张道勇2(1.中国地质大学 (北京 ),北京100083;2.国土资源部油气资源战略研究中心 ,北京100034)摘要 :截至 2011年 ,我国油页岩查明资源储量 1183亿 t,折合成可提炼的页岩油为 13亿~15亿 t,页岩油年产量突破 60万 t,油页岩资源勘查开发进程加快 。但我国油页岩资源整体品质低 、埋藏深 ,开发利用技术难以满足低碳经济的要求 ,面临着产业发展定位不明确的问题 。对油页岩开发利用布局与前景进行了勾划 ,即以东北为主 ,加快山东 、甘肃 、新疆 ,以炼油为主 ,发电为辅 ,加强综合利用 ,在 “十二五 ”末页岩油实现年产量 150万~200万 t。通过持续科研投入 、明确发展目标 、加强资源管理和制定规范标准 ,将有力地支撑油页岩产业健康快速发展 。关键词 :油页岩 ;勘查开发 ;现状 ;展望中图分类号 :F407.2文献标识码 :A文章编号 :1004-4051(2012)07-0001-04Status and prospects of oil shale exploration and development in ChinaZHU Jie1,CHE Chang-bo2,ZHANG Dao-yong2(1.China University of Geosciences(Beijing),Beijing 100083,China;2.Strategic Research Center for Oil and Gas Resources of the Ministry of Land and Resources,Bejing 100034,China)Abstract:By the end of 2011,total identified mineral resources of oil shale in China are 118.3biliontons,from which 1.3-1.5bilion tons of shale oil can be extracted.Annual output of shale oil reached 600thousand tons in 2011.Exploration and development of shale oil in China is getting faster.Industrialdevelopment of oil shale are facing the problems,such as low quality and deeply buried of Chinas oil shaleresources,poor development technology to meet the requirements of low-carbon economy,and ambiguousindustrial development orientation.Overal arrangement and prospect of oil shale development and utilizationwere offered:mainly developing the Northeast oil shale base,speeding up Shandong,Gansu,and Xinjiang oilshale base,mainly developing oil refining,supplemented by power generation,strengthening thecomprehensive utilization,aiming at annual output of shale oil are to be 1.5-2milion tons in 2015.By usingthese policies,such as sustained investing in technologies,determining development objectives,strengtheningresource management and the establishing industrial standards,oil shale industrial is going to develophealthily and rapidly.Key words:oil shale;exploration and development;status;prospect收稿日期 :2012-04-12基金项目 :教育部 “国家潜在油气资源 (油页岩勘探开发利用 )产学研用合作创新研究项目 ”《中国油页岩资源勘探开发战略研究 》资助(编号 :OSR-01-9)作者简介 :朱杰 (1976-),男 ,河南开封人 ,副研究员 ,主要从事油气资源评价 、规划与战略研究工作 。我国石油对外依存度逐年攀高 ,国际油价高位震荡 ,寻找石油替代是支撑我国未来能源可持续发展的战略选择 。我国油页岩资源总量大 ,可利用的潜力大 ,虽然品质低 、埋深大 ,但若进一步加强油页岩开发利用技术攻关 ,使其生产规模化 、清洁化 ,将对石油供应形成重要的补充 。1 油页岩勘查现状近几年 ,我国油页岩勘查进展迅速 ,特别是吉林和新疆地区均有重要的勘查发现[1]。截至2011年底 ,我国油页岩查明资源储量1183亿t(表1),折合成可提炼的页岩油为13亿~15亿t。油页岩查明资源储量主要分布在吉林 、辽宁抚顺 、山东龙口 、甘肃窑街等地 。2005~2011年吉林省地质调查院在松辽盆地东部隆起区探明4处超大型油页岩床 ,包括扶余县长春岭 、前郭-农安 、三井子-大林子和深井中 国 矿 业 第21卷子油页岩矿床 ,查明资源储量约1025亿t,平均品位5%左右 。比照正在开发的吉林省王清县罗子沟油页岩矿床 ,当前条件下可开发利用的矿石资源储量355.65亿t,折合油页岩油资源量19.08亿t;如果回采率按75%、油收率按80%计算 ,可获得页岩油可采储量11.5亿t。表 1全国油页岩资源储量数据表 (2011年 )[1]地区矿区数 /个基础储量 /亿 t资源量 /亿 t查明资源储量 /亿 t全国 7372.96  1110.51  1183.47河北 60.24  0.87  1.11山西 10.00  0.03  0.03内蒙古 51.53  3.55  5.08辽宁 433.31  8.40  41.71吉林 103.00  1022.00  1025.00黑龙江 10.00  0.22  0.22山东 132.08  8.23  10.31河南 20.00  0.91  0.91广东 48.00  45.92  53.92广西 10.10  0.02  0.12海南 124.50  3.77  28.27云南 10.04  0.05  0.09陕西 80.00  8.85  8.85甘肃 70.00  2.86  2.86青海 10.16  0.00  0.16新疆 80.00  4.83  4.83此外 ,大庆油田对大庆探区17个盆地21个油页岩矿点进行了综合评价 ,完成探井37口 ,评价井41口 ,总进尺10345m,还对2100口老井进行了复查 ,落 实1000m以 浅 油 页 岩 潜 在 资 源 量 约6000亿t[2]。辽河油田对探区内的建昌盆地开展了油页岩勘查工作 ,获得了含油率3.5%以上的油页岩资源储量2185.67万t,平均厚度4.38m,平均含油率4.91%。总的来看 ,我国油页岩潜在资源量巨大 ,但探明程度低 。就目前获得的1183亿t油页岩查明资源储量而言大 ,绝大多数为经济性较低的资源量 。可供商业开采的储量全国仅有14.52亿t,80%在辽宁抚顺 。已经探明的大部分油页岩矿床为含油率5%左右的低品位油页岩 ,适合露天开采 、含油率高的优质储量少 。2 油页岩开发利用现状2.1 国际上油页岩开发利用现状世界油页岩资源丰富 ,换算成页岩油约4100亿t,主要集中在美国 、爱沙尼亚 、巴西 、中国 、约旦等国家[3-4]。2010年 ,世界油页岩开采量总计约3000万t,爱沙尼亚占50%,其次为中国 ,占40%(表2)。通过炼制油页岩得到的页岩油产量全球为130万t左右 ,中国的产量最高 ,接近60万t;油页岩燃烧发电以爱沙尼亚最大 ,容量达2300MW,中国和德国等也有规模较小的油页岩发电项目 。表 2世界油页岩开采量及用途国家 开采量 /万 t 用途爱沙尼亚 15001100万 t燃烧发电 ,400万 t干馏炼油中国 1200 主要用于干馏炼油俄罗斯 150 出口至爱沙尼亚巴西 250 用于干馏炼油德国 30 用于燃烧发电 ,页岩灰制水泥虽然当前世界上油页岩尚未大规模开发利用 ,但以美国为代表的西方发达国家一直开展持续性的研究 。在美国 ,以壳牌 、埃克森美孚以及美国页岩油公司等开展了一系列的油页岩地下开采试验 ,雷得里夫公司 、美囯油页岩开发公司等也开展了地面干馏现场试验 ,还有二十几个研究机构和大学在开展油页岩的基础和应用研究 ,涵盖了资源 、地质 、干馏 、燃烧 、环保及水供应等[5-6],但至今美国尚未进行油页岩的工业生产 。德国 、加拿大 、澳大利亚 、以色列等发达国家的一些公司 ,开始关注页岩油生产 ,或从事开发油页岩干馏新工艺 ,其中以色列的油页岩开发企业宣称已掌握了低成本地下干馏油页岩的技术 ,但有待进一步证实 。2.2 国内油页岩开发利用现状目前 ,我国对油页岩的利用主要是通过干馏获得页岩油 ,还有少量用于燃烧发电 。全国炼制油页岩油的企业以煤炭企业为主 ,辽宁抚顺 、山东龙口和甘肃窑街均是在采煤过程中兼采或在煤炭资源逐步枯竭矿山需要转型时期综合利用油页岩 ,开采成本较低 ,炼制页岩油获得较高利润 。近年来 ,中国页岩油年产量每年都有所增加 ,从2000年的10万t左右 ,增长到2010年的60万t(图1),位居世界第一[5],其中抚顺矿业集团页岩油的年产量又占全国的一半以上 (表3)。目前 ,全国的油页岩炼油生产厂12个 ,在建5个 ,按照各企业的设计生产能力 ,页岩油产量有望达到150万t左右 。油页岩干馏制取页岩油的炉型 ,除了窑街应用了气燃式干馏炉外 ,其他企业都采用了抚顺式炉或改良的抚顺式炉 。抚顺式干馏工艺具有运行稳定 、运转周期长 、设备故障率低 、能处理低品位油页岩等优点 ,是国内唯一比较成熟的炼油技术 。但抚顺式干馏工艺也存在一定的不足 ,如油回收率低 、系统自动2第 7期 朱杰 ,等 :中国油页岩勘查开发现状与展望化程度低 ,装置尚未完全解决环境污染问题等 。目前全国共建有抚顺炉约350台 ,其中抚顺矿业集团最多 ,建有220台抚顺炉 。图 11996~2010年中国页岩油产量图表 3中国主要页岩油产地及页岩油年产量厂家 2010年产量 /万 t 设计生产能力 /万 t抚顺 3550桦甸丰泰 212桦甸成大 125桦甸北台子 23汪清 512龙口 620辽阳 25窑街 25北票 510合计 60142中国当前正在引进和自主创新ATP、流化干馏以及以固体为热载体的油页岩干馏新技术[5],这些新工艺如果能在 “十二五 ”后期投产 ,则我国页岩油年产量将会大幅增加 ,干馏工艺也逐渐由气体为热载体向固体为热载体转变 ,技术水平大为提高 。3 面临的困难一是低碳经济的开发利用技术不成熟 ,造成产业发展定位不明确 。开发油页岩的环境保护问题比较突出 ,在当前全世界积极应对气候变化 、保护生态环境的时代 ,如何低碳 、更经济的开发油页岩 ,存在技术瓶颈 。由于开发利用技术没有大的突破 ,国内对油页岩的开发利用产业政策不明朗 ,既不鼓励 ,也不限制 ,财政科研投入不足 ,处于走一步 、看一步的状态 ,尚未出台专门支持油页岩勘探开发的税收优惠和补贴等相关政策 。二是资源质量较差 ,限制了油页岩大规模的开发利用 。虽然油页岩预测资源量在万亿t以上 ,查明资源储量超过了1000亿t,但与美国 、爱沙尼亚和巴西等国的油页岩矿储量大 、埋藏浅 、含油率高相比 ,我国油页岩矿埋藏深 、品位低 ,目前开发处于心有余而力不足的状态 ,资源条件限制了油页岩大规模的开发利用 。三是企业生产处于各自为战状态 ,政府与行业指导缺位 。目前全国油页岩炼制和发电企业有20余家 ,各个企业的资金投入 、技术水平有较大差异 ,对资源的争夺日趋激烈 ,处于各自为战的状态 。油页岩产业属于资金密集型 、技术密集型 、环保要求高的资源开发产业 ,但在产业规划 、资源储量评价 、规模准入 、安全环保 、综合利用等环节缺乏规范化的指导与监管 。四是页岩气等新型能源的崛起对油页岩开发冲击很大 。页岩气 、煤层气等属于清洁能源 ,符合未来发展方向 ,加之开发技术突破并日益完善 ,页岩气等资源开发已呈燎原之势 ,一些大型石油企业把资金投向页岩气 、煤层气的开发 ,油页岩的开发退到次要地位 ,油页岩产业发展受到一定影响 。4 油页岩开发利用前景展望4.1 油页岩开发利用的投资热情高涨持续的高油价和开发技术的进步 ,逐步解放了大量的非常规油气资源 ,如加拿大的油砂和美国的页岩气 。近几年 ,在国际油价及煤价大幅上升的背景下 ,油页岩的利用重新引起广泛关注 ,越来越多的企业参与到油页岩的开发利用 。由广东粤电集团投资32亿元建设的茂名油页岩发电工程至2011年4月底已投资2.1亿元 。项目首期工程建设的两台21万kW循环流化床油页岩发电机组和年产油页岩600万t矿山计划于2014年建成投产 。使用油页岩发电的循环流化床燃烧技术具有燃烧效率高 、能有效控制污染排放 、燃料适应性广等优点 ,设备已实现国产化 ,在技术上是成熟可行的[7]。2009年8月 ,大型民营企业集团海亮集团在辽宁省北票市北塔乡建立了北票北塔油页岩综合开发利用有限公司 ,现有干馏炉40台 ,年产页岩油3.5万t。2011年8月 ,海亮集团完成了 《铜川油页岩干馏炼油及综合利用项目建议书 》,拟在铜川市印台区投资油页岩干馏炼油及综合利用项目 ,总投资额将达到61.2亿元[8]。4.2 油页岩开发利用的布局全国来看 ,进行油页岩开发利用的地区主要集中在东北地区和山东 、新疆 、广东等地 ,今后的发展重点也位于这些地区 。油页岩开发利用的总体布局是 :稳步提高东北的抚顺 、桦甸油页岩产量 ,加快山东龙口 、甘肃窑街油页岩综合利用基地建设 ,积极促进新疆 、陕西铜川和广东茂名油页岩开发利用 ;以炼油为主 ,发电为辅 ,加强综合利用 ,在 “十二五 ”末页岩油达到产量150万~200万t,努力将油页岩开发3中 国 矿 业 第21卷项目建成集采矿 、热解化工 、建材 、发电 、物流 、机械加工 、科研 、复垦及生态农牧业等多学科多行业于一体的低碳循环经济工业园区 。做强做大抚顺油页岩开发利用项目 :建设大型立式干馏炉 ,研制并应用粉末页岩干馏新工艺 ;实施页岩油深加工 ,生产优质燃料油 、化工产品 ;提高废渣综合利用率 ;实现废水处理后闭路循环再利用 ;利用烟气和循环水的余热供暖和发电 ;利用剩余瓦斯发电 ;开发以油页岩为基础的油 、电 、热 、化多联产技术 ,发展低碳经济 ;争取 “十二五 ”末页岩油产量在现有基础上有较大增长 ,达到60万~70万t。加快发展桦甸油页岩开发利用项目 :桦甸油页岩矿源集中 、品质优良 、埋藏较浅 ,被列为首批矿产资源综合利用基地 。应进一步完善油页岩瓦斯全循环干馏工艺 ,以采矿 、炼油及半焦综合利用为产业链 ,争取实现年产30万~40万t页岩油的目标 。实施吉林汪清油页岩综合利用项目 :在现有的炼油干馏装置的基础上进行技术改造 ,优化工艺 ,提高处理能力与收油率 ,使炼油能力达到12万t/a;利用干馏剩余瓦斯气体及小颗粒废渣进行发电 ,总装机容量达到17.5MW;利用干馏废渣生产烧结砖 ,生产能力达到1.8亿 (标 )块 /年 ;加强废渣综合利用技术研发 。建设山东龙口油页岩综合利用项目 :在大颗粒油页岩 (40~150mm)炼油项目之后续建中颗粒油页岩 (8~40mm)炼油项目 ,达到年处理120万t油页岩 ,产页岩油12万t;致力于实施环保和综合利用技术改进 ,确保 “三废 ”的零排放 ;以炼油厂产生的油页岩半焦和梁家煤矿 、北皂煤矿所产生的煤矸石为主要燃料 ,采用循环流化床锅炉超临界机组 ,建成后年发电量36亿kW;建设200万t页岩灰水泥厂项目 ,构建起完整的油页岩综合利用循环经济产业链条 。积极推进大庆油田柳树河3万t页岩油中试先导基地建设 :《大庆油田柳树河3万t页岩油中试先导基地可行性研究报告 》的批复于2008年5月正式下达 ,批准项目总投资近4.45亿元 。2012年其加工炼油设备已开工建设 ,预计年底可实现投产试运行 。5 政策建议我国常规石油产量增长空间有限 ,增强国内石油保障能力 ,充分利用油页岩资源是重要选择 。为促进油页岩成为切实可行的石油补充 ,建议加强以下四个方面的工作 。一是持续科研投入 ,提高技术水平 。我国已在油页岩开发方面走在世界前列 ,有条件在开发技术上占据世界领先地位 ,闯出一条中国特色的油页岩开发利用道路 。加强油页岩的基础研究和试点探索 ,特别是通过综合利用示范工程的建设 ,拉动企业加大科技投入 ,改进油页岩开发利用技术 ,加大节能减排技术改造 ,尽快解决制约油页岩综合利用的难题 。二是研究产业政策 ,明确发展目标 。立足于技术经济可行 、生态环境许可开发利用油页岩 。针对现实的资源情况 ,在相关能源资源规划中明确发展目标 ,争取 “十二五 ”末达到产量200万t。鼓励技术创新 、研发 ,在科研 、示范工程方面作出长期规划 。对低品位油页岩的开发示范工程实行优惠的税收政策 ,免收增值税和资源税费 。三是加强资源管理 ,试行区块招标 。加强油页岩矿业权管理 ,在调查评价全国油页岩资源的基础上 ,优选资源招标出让 ,鼓励有实力的企业进入油页岩开发领域 。考虑到油页岩开发的技术经济成本 ,允许石油公司可优先登记矿权区内发现的油页岩 ,煤炭企业优先登记与煤共伴生的油页岩 。四是加强潜力评价 ,制定规范标准 。开展全国范围油页岩资源富集规律研究 ,系统评价松辽 、鄂尔多斯等重点盆地油页岩资源潜力 ,为油页岩规模开发选择优质矿床 。规范油页岩资源科学术语 ,制定油页岩资源储量评价分类分级标准 ,确定勘查开发技术规范和模式 。制定油页岩选矿工艺 、安全 、能耗及综合利用标准等 。参考文献[1]中华人民共和国国土资源部 .中国矿产资源年报 (2011)[M].北京 :地质出版社 ,2011.[2]中国石油大庆油田有限责任公司 .松辽盆地大庆矿权区油气资源动态评价成果报告 (2011年度 )(内部资料 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