當(dāng)今世界，石油無疑是最炙手可熱的能源之一。在2020年全球能源的消費(fèi)中，石油的總消費(fèi)占比高達(dá)31.2%，超過了煤炭和天然氣等其他能源。作為“工業(yè)的血液”，石油對各國工業(yè)的發(fā)展無疑是一種剛需，而石油的開采也就成了重中之重。

美國加州頁巖油田

但石油畢竟是不可再生資源，儲量再多也總有開采完的一天。據(jù)《2020年世界能源統(tǒng)計(jì)報告》顯示，全球的石油儲量約為2400多億噸，預(yù)計(jì)還可供開采50年。那么問題來了，50年后當(dāng)全球石油資源陷入枯竭，新的替代能源又將是哪一種呢？現(xiàn)在這一問題已經(jīng)有了答案——在眾多的儲備能源中，頁巖油被寄予厚望。

大慶又探出12億噸頁巖油，頁巖油到底是什么？

中國的頁巖油儲量豐富，目前可供開采的資源量約為55億噸，占全球可采總量的9.7%。我國的頁巖油分布在22個省區(qū)、47個盆地，大部分油層的埋藏深度都超過300米，被認(rèn)為是國內(nèi)潛力最大、最具戰(zhàn)略性的石油接替資源。

據(jù)央視新聞報道，8月25日大慶古龍頁巖油的勘探又傳來好消息，新探明的石油地質(zhì)儲量在原有基礎(chǔ)上預(yù)計(jì)新增12.68億噸！要知道在2020年，我國的石油年產(chǎn)量僅有1.95億噸，進(jìn)口量卻高達(dá)5.4億噸。如果能充分利用頁巖油資源，我國的石油壓力將大大緩解，甚至有望扭轉(zhuǎn)盈虧的態(tài)勢。

有專家表示：這次的勘探發(fā)現(xiàn)具有里程碑式的意義，古龍的頁巖油雖然暫時還難以開采，但有了國家自然科學(xué)基金的支持，相信技術(shù)最終會迎來全面升級。2021年6月，發(fā)表在《石油勘探與開發(fā)》上的一篇報告也顯示，大慶古龍頁巖油的部分重大科學(xué)問題已經(jīng)得到解決，將來有望實(shí)現(xiàn)規(guī)?；_采！

大慶古龍的頁巖油屬于陸相頁巖油，從松遼盆地古龍凹陷帶的邊緣一直到中心區(qū)域，均能看到有油流出，儲量相當(dāng)豐富。那么，頁巖油到底是一種什么樣的資源呢？

顧名思義，頁巖油可以理解成“藏在頁巖縫隙中的油”，含有這種油料的巖石則被稱為油頁巖。油頁巖呈淡褐色或暗黑色，富含有機(jī)質(zhì)，表面無光澤，可以直接點(diǎn)燃，燃燒時會冒出黑煙并伴有濃郁的瀝青味，有時還能在其中發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古植物、方鱗魚以及介形蟲的化石。

頁巖中的古生物化石

將油頁巖用機(jī)械打碎并高溫加熱到500℃左右，就可以提煉出頁巖油，國內(nèi)也將其稱為“人造石油”。頁巖油的天然含量有高有低，1噸油頁巖提煉出的原油一般為38~378升，換算下來也就是0.3~3.2桶。經(jīng)加氫裂解后，頁巖油還可以進(jìn)一步獲得煤油、石油、柴油、石焦油等多種化工產(chǎn)品，是一種重要的化工儲備原料。

頁巖油的開采

想要把油頁巖中的原油提煉出來并不是一件容易的事。由于技術(shù)原因，我國頁巖油的開采主要分為露天開采以及地下礦井開采2種，單井累計(jì)出油率低，開采成本高，效果乏善可陳。

無論是露天開采還是礦井開采，都是將油頁巖礦石采集運(yùn)輸?shù)降乇?，再?jīng)過低溫干餾制取頁巖油。需要說明的是，頁巖油的干餾開采對環(huán)境影響很大，而且地面干餾法只適用于開采300米之內(nèi)的頁巖油，其可持續(xù)性和環(huán)保性受到了社會各界的廣泛質(zhì)疑。

油頁巖

據(jù)調(diào)查，平均每提煉出1噸頁巖油，便會附帶產(chǎn)生15~30噸的廢石渣，廢渣露天堆砌會占用大量土地，影響地表植被的生長。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國頁巖油的平均含油率只有5%~10%，但產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣卻超過90%，對環(huán)境的危害是個“硬傷”，急需進(jìn)行一次“頁巖油革命”。

還有一點(diǎn)，頁巖油開采容易導(dǎo)致采空區(qū)發(fā)生地質(zhì)沉陷，對周邊居民的生活以及城市建設(shè)都會產(chǎn)生較大影響。在燃料價格上漲、環(huán)保政策收緊的背景下，國內(nèi)的頁巖油開發(fā)企業(yè)投入成本不斷增加，很難實(shí)現(xiàn)盈利，多數(shù)都處于微利甚至是虧損、停產(chǎn)的狀態(tài)，進(jìn)一步加劇了頁巖油的“難產(chǎn)”局面。

石油化工廠

現(xiàn)階段，全球只有美國能實(shí)現(xiàn)頁巖油的規(guī)模化開采。2014年美國每桶油的開采成本控制在80美元左右，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，2019年時成本便下降到了40美元/桶。至于我國的頁巖油開發(fā)，目前還處于實(shí)驗(yàn)和研究階段，利用量微乎其微。從2010年開始，我國在鄂爾多斯、準(zhǔn)喀爾、渤海灣、松遼三塘湖等盆地先后進(jìn)行了頁巖油的勘探開發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，成果頗豐，“打樣”開采已初見曙光。

開采頁巖油，中美的差距有多大？

中國和美國在頁巖油開采領(lǐng)域的差距可謂是一目了然。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年美國的頁巖油開采量就突破了3億噸，預(yù)計(jì)在2025年產(chǎn)量可達(dá)5億噸，2030年有望沖擊6億噸。僅僅憑借巖頁油這一項(xiàng)開發(fā)技術(shù)，美國甚至扭轉(zhuǎn)了自上世紀(jì)70年代以來的石油下滑頹勢，不僅實(shí)現(xiàn)了原油自給，而且還大量出口到國外，賺取了豐厚的外匯。

概括來說，中國和美國之間的差別主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

第一，美國開采的是海相頁巖油，成熟度高，中國的則是陸相頁巖油，以中低成熟度為主。美國海相頁巖油儲量豐富，成熟度高（注：意思是頁巖中大部分的有機(jī)物質(zhì)都已經(jīng)轉(zhuǎn)化成了液態(tài)石油）石油豐度高、黏度低、流動性強(qiáng)，易于規(guī)模化開采。事實(shí)上，早在1953年美國就對威林斯頓盆地的頁巖油進(jìn)行了開發(fā)，當(dāng)?shù)仨搸r中原油的飽和度高達(dá)50%~75%，而粘土礦物的含量僅有3%~25%，自然條件可以說是得天獨(dú)厚。

頁巖油開采示意圖

相比之下，我國的陸相頁巖油在開采性能上明顯處于劣勢：有機(jī)質(zhì)含量偏低、脆性低、壓力系數(shù)低、泥質(zhì)含量高、原油粘度高（流動性低）、驅(qū)動能量不足。在我國探明的陸相油頁巖中，90%以上都屬于中低熟度，只有一小部分的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成了石油，無法通過現(xiàn)有的技術(shù)手段直接開采。

第二，原油開采技術(shù)（尤其是儲層改造技術(shù)）水平存在明顯差距。美國等發(fā)達(dá)國家實(shí)現(xiàn)了油頁巖的地下原位開采，省去了開采運(yùn)輸?shù)V石和地上加工的步驟，直接在地下對頁巖油層進(jìn)行加熱，原位裂解，通過采油管將原油輸送到地面。相比于我國的地面干餾，原位開采顯然更有優(yōu)勢，污染少、耗水量小、產(chǎn)物品質(zhì)好、開采效率高，這一技術(shù)也是我國目前的科研攻關(guān)方向。

中國的頁巖油革命，加大研發(fā)成本是關(guān)鍵？

說到底，頁巖油的開采還是依賴于技術(shù)因素，而技術(shù)的進(jìn)步離不開研發(fā)資金的支持。我國教育部、科技部等部門和單位先后投入了4億元用于研發(fā)原位轉(zhuǎn)化開采技術(shù)，民營企業(yè)也注入了一定資本，但總體投入并不多。

再看看美國。從上世紀(jì)80年代開始，頁巖油氣的開發(fā)投入已有60多億美元，其中技術(shù)研究和相關(guān)理論的投入就多達(dá)20億美元。《美國能源法案》中亦有明確規(guī)定：在未來10年內(nèi)，每年將投入4500萬美元用于頁巖油等非常規(guī)油氣的技術(shù)研發(fā)。

相信隨著我國頁巖油氣革命的啟動，國內(nèi)技術(shù)研發(fā)的投入也會逐漸跟上。屆時，隨著技術(shù)的不斷成熟，采油成本逐漸降低，商業(yè)化開采才有望成為現(xiàn)實(shí)。對于這一新的機(jī)遇，我們不妨共同期待！