當(dāng)今世界，石油無(wú)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(guò)了煤炭和天然氣等其他能源。作為“工業(yè)的血液”，石油對(duì)各國(guó)工業(yè)的發(fā)展無(wú)疑是一種剛需，而石油的開(kāi)采也就成了重中之重。

美國(guó)加州頁(yè)巖油田

但石油畢竟是不可再生資源，儲(chǔ)量再多也總有開(kāi)采完的一天。據(jù)《2020年世界能源統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示，全球的石油儲(chǔ)量約為2400多億噸，預(yù)計(jì)還可供開(kāi)采50年。那么問(wèn)題來(lái)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(wèn)題已經(jīng)有了答案——在眾多的儲(chǔ)備能源中，頁(yè)巖油被寄予厚望。

大慶又探出12億噸頁(yè)巖油，頁(yè)巖油到底是什么？

中國(guó)的頁(yè)巖油儲(chǔ)量豐富，目前可供開(kāi)采的資源量約為55億噸，占全球可采總量的9.7%。我國(guó)的頁(yè)巖油分布在22個(gè)省區(qū)、47個(gè)盆地，大部分油層的埋藏深度都超過(guò)300米，被認(rèn)為是國(guó)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(bào)道，8月25日大慶古龍頁(yè)巖油的勘探又傳來(lái)好消息，新探明的石油地質(zhì)儲(chǔ)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(guó)的石油年產(chǎn)量?jī)H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(yè)巖油資源，我國(guó)的石油壓力將大大緩解，甚至有望扭轉(zhuǎn)盈虧的態(tài)勢(shì)。

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(yè)巖油雖然暫時(shí)還難以開(kāi)采，但有了國(guó)家自然科學(xué)基金的支持，相信技術(shù)最終會(huì)迎來(lái)全面升級(jí)。2021年6月，發(fā)表在《石油勘探與開(kāi)發(fā)》上的一篇報(bào)告也顯示，大慶古龍頁(yè)巖油的部分重大科學(xué)問(wèn)題已經(jīng)得到解決，將來(lái)有望實(shí)現(xiàn)規(guī)模化開(kāi)采！

大慶古龍的頁(yè)巖油屬于陸相頁(yè)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(chǔ)量相當(dāng)豐富。那么，頁(yè)巖油到底是一種什么樣的資源呢？

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

頁(yè)巖中的古生物化石

將油頁(yè)巖用機(jī)械打碎并高溫加熱到500℃左右，就可以提煉出頁(yè)巖油，國(guó)內(nèi)也將其稱為“人造石油”。頁(yè)巖油的天然含量有高有低，1噸油頁(yè)巖提煉出的原油一般為38~378升，換算下來(lái)也就是0.3~3.2桶。經(jīng)加氫裂解后，頁(yè)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(chǔ)備原料。

頁(yè)巖油的開(kāi)采

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

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

油頁(yè)巖

據(jù)調(diào)查，平均每提煉出1噸頁(yè)巖油，便會(huì)附帶產(chǎn)生15~30噸的廢石渣，廢渣露天堆砌會(huì)占用大量土地，影響地表植被的生長(zhǎng)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)頁(yè)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(guò)90%，對(duì)環(huán)境的危害是個(gè)“硬傷”，急需進(jìn)行一次“頁(yè)巖油革命”。

還有一點(diǎn)，頁(yè)巖油開(kāi)采容易導(dǎo)致采空區(qū)發(fā)生地質(zhì)沉陷，對(duì)周邊居民的生活以及城市建設(shè)都會(huì)產(chǎn)生較大影響。在燃料價(jià)格上漲、環(huán)保政策收緊的背景下，國(guó)內(nèi)的頁(yè)巖油開(kāi)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(yè)巖油的“難產(chǎn)”局面。

石油化工廠

現(xiàn)階段，全球只有美國(guó)能實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖油的規(guī)?；_(kāi)采。2014年美國(guó)每桶油的開(kāi)采成本控制在80美元左右，隨著技術(shù)不斷進(jìn)步，2019年時(shí)成本便下降到了40美元/桶。至于我國(guó)的頁(yè)巖油開(kāi)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(kāi)始，我國(guó)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(yè)巖油的勘探開(kāi)發(fā)先導(dǎo)試驗(yàn)，成果頗豐，“打樣”開(kāi)采已初見(jiàn)曙光。

開(kāi)采頁(yè)巖油，中美的差距有多大？

中國(guó)和美國(guó)在頁(yè)巖油開(kāi)采領(lǐng)域的差距可謂是一目了然。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年美國(guó)的頁(yè)巖油開(kāi)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(yè)油這一項(xiàng)開(kāi)發(fā)技術(shù)，美國(guó)甚至扭轉(zhuǎn)了自上世紀(jì)70年代以來(lái)的石油下滑頹勢(shì)，不僅實(shí)現(xiàn)了原油自給，而且還大量出口到國(guó)外，賺取了豐厚的外匯。

概括來(lái)說(shuō)，中國(guó)和美國(guó)之間的差別主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

第一，美國(guó)開(kāi)采的是海相頁(yè)巖油，成熟度高，中國(guó)的則是陸相頁(yè)巖油，以中低成熟度為主。美國(guó)海相頁(yè)巖油儲(chǔ)量豐富，成熟度高（注：意思是頁(yè)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(dòng)性強(qiáng)，易于規(guī)?；_(kāi)采。事實(shí)上，早在1953年美國(guó)就對(duì)威林斯頓盆地的頁(yè)巖油進(jìn)行了開(kāi)發(fā)，當(dāng)?shù)仨?yè)巖中原油的飽和度高達(dá)50%~75%，而粘土礦物的含量?jī)H有3%~25%，自然條件可以說(shuō)是得天獨(dú)厚。

頁(yè)巖油開(kāi)采示意圖

相比之下，我國(guó)的陸相頁(yè)巖油在開(kāi)采性能上明顯處于劣勢(shì)：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(dòng)性低）、驅(qū)動(dòng)能量不足。在我國(guó)探明的陸相油頁(yè)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(wú)法通過(guò)現(xiàn)有的技術(shù)手段直接開(kāi)采。

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

中國(guó)的頁(yè)巖油革命，加大研發(fā)成本是關(guān)鍵？

說(shuō)到底，頁(yè)巖油的開(kāi)采還是依賴于技術(shù)因素，而技術(shù)的進(jìn)步離不開(kāi)研發(fā)資金的支持。我國(guó)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(kāi)采技術(shù)，民營(yíng)企業(yè)也注入了一定資本，但總體投入并不多。

再看看美國(guó)。從上世紀(jì)80年代開(kāi)始，頁(yè)巖油氣的開(kāi)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?！睹绹?guó)能源法案》中亦有明確規(guī)定：在未來(lái)10年內(nèi)，每年將投入4500萬(wàn)美元用于頁(yè)巖油等非常規(guī)油氣的技術(shù)研發(fā)。

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