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1、我国油砂资源开发利用前景刘人和 王红岩 拜文华 赵 群 张晓伟（中国石油勘探开发研究院廊坊分院，065007，河北廊坊）摘要：我国油砂油地质资源量59.7亿吨，可采资源量22.58亿吨，主要分布在新疆、青海、内蒙、四川、青藏等地。近年来我国经济持续快速发展，已进入能源资源消费的高增长期，石油在国民经济中的战略地位日益突出。我国油砂资源分布广泛，资源量大，近几年，油砂勘探与开采技术研究已取得初步成果。据国土资源部有关专家预测，到2020年，油砂油产能可达到每年100万吨；到2030年，将达到500万吨。中国油砂产业正在步入腾飞阶段，将成为常规油气资源的重要接替之一。关键词：油砂；资源潜力；水洗；
2、干馏；开发利用前景随着全球经济的快速发展，世界对石油的需求不断增加，油价不断攀升，油砂开采技术日趋成熟，加拿大油砂资源的成功开发，使油砂等非常规石油资源开始进入能源战略视野。随着油价的不断上涨，未来能源的巨大缺口在很大程度上要依靠油砂和重油来弥补，世界各国开始认识到油砂资源的重要性，并开始投入大量人力、物力开发这一非常规资源。1 国内外油气需求趋势1.1 世界石油供需现状与趋势目前，世界石油消费量为40亿吨左右，主要集中在北美、亚太和欧洲地区，石油消费量较多的6国家依次为美国、日本、中国、德国、俄罗斯、韩国，其消费量占全球总量的一半，且每个国家的石油消费量均超过了1亿吨，占4%以上。目前，世界
3、石油贸易量达到20多亿吨。世界石油出口量最大的地区分别为中东、北美、前苏联、西非和中南美。世界石油进口量最大的地区分别为亚太、北美和西欧，各占1/3左右。进口量最大的国家分别为美国、日本和中国。目前中国主要自中东、亚太和西非地区进口石油。预计未来10年间世界石油流向仍将保持目前的态势。石油是关系国家经济、政治命脉的重要战略资源，石油安全关系到经济社会的稳定发展。据经合组织估计，每桶石油价格上升10美元，经合组织成员国的通货膨胀就上升半个百分点，经济增长降低1/4个百分点。目前，世界能源商贸90%来自石油，许多发达国家的经济衰退或停滞不前都与石油供应及价格波动直接相关。石油运输量大，运输过程防火
4、安全要求很高，且国际局势紧张时，石油运输线往往会成为军事攻击目标。1.2 我国石油供需现状与趋势1.2.1 国内供求矛盾日益显著20世纪90年代以来，中国原油消费年均增加5.77%，2004年，石油消耗增长19.7%，石油消费量达到2.92亿吨，而同期国内原油供应增长速度仅为1.67%。2004年国内生产原油只有1.75亿吨，目前年产油在1.8亿吨，到2020年最多能达到2.0亿吨。预计2010年我国石油、天然气消费量将分别达到3.5亿吨和2000亿立方米左右，而国内油气产量预计只有2亿吨和1200亿立方米左右。1993年我国成为石油净进口国，此后原油进口量逐年增大，由1996年的2622万吨
5、增加到2002年的6941万吨，2003年我国原油净进口超过9112万吨。在十年左右的时间里，石油净进口量增加了7倍，外贸依存度已经逼近30%。保守估计，在2010年和2020年，中国需要进口原油大致为1.5亿吨和2.0亿吨。1.2.2 原油供给受制于人能源安全问题，同时也取决于原油进口来源地的政治经济稳定和进口海上通道的安全，这两方面的现状让中国石油安全问题受到挑战。目前中国90%以上进口的石油需要从海上船运，其中90%的海上船运由外轮承担。中石油、中石化、中石化龙禹公司三大石油公司的油运业务，大多是从国际油轮联营体、环球航运、韩国现代等海外油轮公司租船承运。这使得中国的原油运输受制于人，一
6、旦遇到战争、外交或是其他不可抗拒的风险，中国的石油运输安全将处于极为被动的局面。从目前中国同大国之间的关系来看，美、俄、日等国在能源领域已对中国构成了较大牵制，中国利用国际资源的环境并不十分理想。2 国内油砂开发利用潜力分析2.1 我国油砂分布广，资源潜力大根据国土资源部新一轮油砂资源评价结果，我国油砂油地质资源量59.7亿吨，可采资源量22.58亿吨，主要分布在新疆、青海、内蒙、四川、青藏等地。已发现矿带0-100m埋深油砂的地质资源量9.45亿吨、可采资源量6.56亿吨；已发现矿带100-500m埋深油砂油地质资源量18.69亿吨、可采资源量5.66亿吨；预测矿带的100-500m地质资源
7、量31.55亿吨、可采资源量10.37亿吨,主要分布在准噶尔、塔里木、羌塘、鄂尔多斯、柴达木、松辽、四川等大盆地中。在已发现矿带中，综合评价位于前10位的油砂矿带依次是准噶尔盆地的乌尔禾、红山嘴、黑油山、白碱滩六九区矿带，松辽盆地的图牧吉矿带，四川盆地的厚坝矿带，柴达木盆地的油砂山矿带，鄂尔多斯盆地的庙湾-四郎庙矿带，准噶尔喀拉扎矿带，二连吉尔嘎郎图矿带。这些矿带油砂资源量大、埋藏浅、含油率高，开采价值较高。对于可露天开采的油砂而言，其采收率较高，1亿吨油砂油的探明储量相当于2亿4亿吨常规油探明储量的原油采出量。其它方式开采的油砂资源最终采收率随着技术的进步也在不断提高。我国油砂有一定资源潜力
8、，是今后我国常规油气的一个重要接替领域。2.2 油砂开采技术日趋成熟，开采成本逐渐降低加拿大无论是露天开采技术（100m），以及油砂油改质和合成技术已趋于成熟。经过几十年的研究和现场开采经验积累，如今的加拿大油砂开发技术水平世界领先，油砂开发产业发展非常迅速。加拿大油砂已进入大规模的商业开发阶段。目前在阿尔伯塔省一共有26个油砂项目投入生产，其中露天开采项目7个，以热化学碱水洗的方法分离油砂油，采用地下开采技术的项目有19个，总生产规模达到每天83万桶，占加拿大石油产量的43%。随着加拿大传统石油资源的日益减少，油砂油在加拿大能源生产中所占的比例将逐年增加。2002年油砂油产量达3.03亿桶，
9、占阿尔伯达总原油供给的48%，预计到了2012年可上升到77%（达到270万桶/天）。随着技术的不断进步，加拿大油砂油开采总成本已从1999年的25美元/桶降到10美元/桶，使油砂的投资项目近年来迅速增大，预计2003-2012年投资加拿大油砂开采的项目达579亿加元。国内油砂开采分离技术研究已取得初步成果。2003开始，中国石油股份公司开展了油砂开采分离技术研究，2004年今，在准噶尔盆地西北缘开展了油砂水洗法和干馏法现场试验，并取得了良好的效果。辽宁抚顺化工大学，中国石油大学（北京）等针对吉林和内蒙油砂油分离展开了一些研究。数家机构的研究都证明，中国油砂油的分离方法在室内证明是可行，其中一
10、些实验室技术已经开始现场中试，并逐步转化为生产力。3 油砂开发利用前景分析3.1 国内外油砂开发利用趋势由于国际油价长时间持续走高，这使得油砂开采在经济上的可行性大大提高。开采技术进步使得一些不具备经济开采规模的油砂矿也成为可能，世界石油供应多元化趋势进一步凸显。大国能源关系加速调整，竞争与合作全方位展开。2005年各石油公司开始加快油砂的并购、重组工作。因此，包括BP、法国道达尔、壳牌等石油巨头都纷纷加大对油砂项目的投资。如加拿大石油公司（Petro-Canada）2005年3月宣布，将向UTSEnergy公司支付3亿加元，取得FortHill油砂矿60%的股权。这次交易意味着加拿大石油公司
11、又重新回到大型油砂矿开采项目上来。中国海洋石油总公司也于2005年4月与加拿大MEG能源公司就收购其16.69%股权一事签订合同，中海油方面已为此项收购支付1.5亿加元(约合1.21亿美元)。同时中国石化总公司于2005年5月出资9.89亿人民币参股40%北极之光（Northern lights）。由于越来越多的公司开始加入到油砂资源的开发利用，大量的资金蜂拥进入，跨部门、跨学科人才流动、合作，带动了相关高新技术进入油砂的开采，可以遇见，2010年后，油砂的开发技术将会有一个突飞猛进的发展。未来几年，随着技术的不断引进、开发，油砂开发将会向着规模化、挖掘技术现代化、提取温度低温化、开采就地化、
12、高效环保化方向发展。规模化：规模产生效益，未来几年Syncrude等公司的开发规模将会有一个大的发展，生产规模会越来越大。挖掘技术现代化：其它领域的技术发展推动了油砂的工业化开发速度，目前加拿大许多大型的挖掘机及巨型运输卡车都运用到了油砂矿的开采，开采速度得到了很大的提高，开采成本得到显著降低。提取温度低温化：新的低耗能提取工艺可以使提取温度由现在的80降低到35，这可以使热量每桶降低三分之一。这些新工艺对降低热耗，减少提取成本，起到了巨大的作用。开采就地化：为了降低开本，就地开采将会成为未来的主要发展方向，开采就地化包括地面油砂开采就地建厂分离，直接生产轻质油；还包括埋藏较深的地下油砂油的地
13、下开采。3.2 我国油砂开发利用前景3.2.1 高油价下油砂开发会带来高利润随着国际原油价格的上涨，油砂开采成本的不断降低，油砂开发利用出现了难得的机遇。油砂开发早期，供应成本超过35美元每桶。在较低的油价下，如此高的成本，开发油砂很难有利润。在新技术的巨大推动下，其成本逐年下降。到1999年，油砂开采完全成本已稳步降低到12.64美元/桶，特别是最新技术的应用，成本已降到10美元/桶以下。目前，水洗方法分离油砂油，如果生产规模达到5万吨/年以上，其全部分离成本估计在800-1000元/吨左右，相当于14-18美元/桶，与常规油的生产成本差不多，水洗产生的油砂油质量比常规油差，其市场价略低于常
14、规油的价格。生产出的油砂油主要用于制作柴油，也可以直接作为重油或生产高质量的沥青。干馏法可将油砂油加热裂解直接产生轻质柴油、汽油，过程简单。干馏油的生产成本估计在1000-1200元/吨左右，相当于18-22美元/桶。且干馏油品质要远好于常规油。干馏油经过简单非加氢处理可以生产高附加值的柴油，生产柴油的全部成本估计为2000元/吨。干馏法最大的优点是不需要外部能源加热，自己产生的天然气及加热后的残碳可以实现整个干馏过程需要的热量，实验过程只需要少量水。油砂分离效率与常规原油的采收率也不一样，地下常规油气的采收率一般在10-30%，我国采用三次采油新技术的大庆油田，其最大采收率也不超过40%。油
15、砂露天开采时，油砂水洗方法的油砂油的收率可以达到85%以上，有的收率可以达到95%。干馏法油的收率可以达到70%以上。露天开采油砂油的收率远高于常规油的收率，水洗方法的吨油开发成本基本跟常规油的开采成本一样，干馏方法的吨油开采成本略高于常规油，但也有其优势，其产品附加值高。3.2.2 油砂开发技术会取得较快发展十一五期间，我国油砂的开发技术将会有一个快速的发展，浅层油砂的开发将会迎来一个大的发展时期。亲水的油砂如内蒙图牧吉油砂矿适用热化学水洗的方法开采。采用现代化的挖掘设备，建厂规模化，生产效率可大幅度提高。优化生产工艺，实现从油砂分离，到油砂油炼化深加工，直接生产出高附加值的柴油，还可降低生
16、产成本。亲油的油砂如新疆地面、青海地面油砂等可采用干馏的方法。自动化、程控化生产技术，热效率提高，生产成本也会大幅度降低。埋藏100-300米油砂，也将列入开发的日程，其开采方法和开采技术主要为：循环蒸汽刺激法:将高压蒸汽注入到油砂层中,停留几个星期。热量使沥青软化,水蒸汽使沥青稀释并使沥青与砂子分离。然后将可以流动的沥青抽到地面。蒸汽辅助重力排泄法:在油砂层中钻两口平行的井,将蒸汽连续的注入上边的井,当蒸汽对油砂层进行加热时,油砂将被软化并靠重力流到下面的井中,然后被抽到地面。目前的生产技术可以采收井下沥青储藏的25%75%,这远远大于常规轻质石油的采收率。3.2.3 油砂油资源是对常规石油
17、的一个重要补充我国油砂油可采资源22.58亿吨，已发现矿带可采资源量为12.2亿吨，在已发现矿带中，综合评价位于前10位的油砂矿带100m以浅的油砂油可采资源量为3.4亿吨，埋藏浅、含油率高、采价值较高，为油砂开采提供了资源保证。准噶尔、塔里木、柴达木、松辽和四川盆地等五个盆地为进一步勘探的目标区，这五个盆地将是油砂下一步勘探的重点地区，是新的油砂矿带发现的有利地区。根据我国油砂资源状况、油砂勘探开发技术发展现状及发展趋势、国民经济的高速发展对能源的需要。据国土资源部有关专家预测，到2015年，产能可达到50万吨，到2020年，产能可达到每年100万吨油；到2030年，将达到年产500万吨产能
18、。随着技术的进步，开采成本会逐步降低，产能也会稳步上升。4 结束语目前油砂的开发利用还局限于少数几个国家，其中加拿大是油砂油最大的生产国。中国油砂勘探开发起步较晚，尚处于普查与初步研究阶段。最近几年，随着油价的不断升高，石油公司、部分科研院所、许多的民间机构开始把眼光瞄上了油砂的开采上。特别是近两年，对油砂越来越重视，多家单位如国土资源部、中国石油、中国石化、成都理工大学和吉林大学等开始了对中国的油砂资源、勘探和开发技术进行专门研究工作。完成了全国的油砂资源评价，对重点油砂分布区块进行钻探并取得储量的大发现，开展了油砂水洗工艺和干馏工艺技术研究，形成了具有我国自主知识产权的油砂分离技术，并进行
19、了现场试验，油砂分离效果好，油收率高。中国石油现场试验的成功标志着向油砂的产业化发展迈出了关键的一步。油砂矿的开发利用，是对我国液体燃料能源的重要补充，随着油砂资源基础理论水平的不断提高和配套工艺技术的不断创新，油砂资源必将提升我国能源保障能力，在我国能源体系中发挥举足轻重的作用。参 考 文 献1 王剑秋,杨瑞麒等,我国新疆等地油砂性质的评价及开发可行性研究报告.1994.12.2 瓦尔特吕尔，1986，焦油（超重油）砂和油页岩.北京：地质出版社.3 青海省柴达木盆地油砂沟出露油砂开采可行性研究报告,青海油田分公司研究院等,1999.4 刘文章等译，第四届国际重油及油砂会议论文选译，中国石油天
20、然气总公司情报研究所.1989年12月.5 Jialin Qian,et al., Final Report of the Technical Panel on Oil Shale and Tar Sands. Trom UNITED NATIONS GENERAL ASSEMBLY,14 January, 1981.6 A. C. Hall, S. H. Collins, et al., Stability of Aqueous Wetting Films in Athabasca Tar Sands, SPE J., April, 1983,p249.Wladek T. Sobolt, L. John Schreiner et a1. NMR Line Shaperelaxation Correlation Analysis of Bitumen and Oil Sands, Fuel V01. 64, May, 1985, p683.
