加速克拉玛依油砂矿资源勘探开发开辟新疆经济发展新增长点

来源 :大陆桥视野·下 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqhy2009
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  随着国际油价居高不下,以油砂矿、页岩气、煤层气等为代表的非常规能源,已引起世界能源巨头的广泛关注,未来数年将迎来发展新热潮。专家预测2020年我国非常规油气资源的产量有望达到千亿立方米。从目前的能源消费结构看,化石能源大约占世界初级能源消费量的88%,其中石油35%、煤29%、天然气24%。世界经济和工业体系对化石能源仍具有很强的依赖性。然而,统计结果显示,常规石油产量已进入下降趋势。在这种情况下,全球能源消费结构将会逐渐发生转变,非常规油气(包括重油、油砂矿、致密砂岩气、煤层气、页岩气、天然气水合物等)的开发利用已经成为必要,且逐渐变得可行。
  我区非常规油气资源、特别是油砂矿资源蕴藏丰富,主要集中在准噶尔盆地克拉玛依境内,如加速开发,将形成新疆多能源共同发展的局面,为新疆经济发展开辟新的增长点。下面,就加速克拉玛依油砂矿资源的勘探开发谈点意见。
  一、克拉玛依油砂矿资源的分布情况
  油砂亦称焦油砂或沥青砂,是目前国际重要的油气资源替补产品。中国油气资源供需形势日趋严峻,2010年,我国生产原油约1.8亿吨,对外依存度已达55%以上。生产天然气848亿立方米,油砂资源对于增加油气资源后备储量,实现油气资源可持续供给,具有十分重要的战略意义。
  新疆油砂资源分布较为集中、储量多,主要分布在准噶尔盆地西北缘,根据近几年克拉玛依对西北缘油砂的钻探结果,已查明在准噶尔盆地西北缘共有四处较为集中的油砂矿床,油砂矿原油储量约1.44亿吨(详见表1),分别是风城油砂油矿、红山嘴油砂矿、黑油山油砂油矿和白碱滩油砂油矿。油砂分布范围广、含油砂层多(3层~14层)、厚度较大(1.5m~93.65m)、含油率较高(3%~23%),油砂品质好,埋藏较浅,可进行露天开采或巷道式注蒸汽开采,具有一定的工业开采价值。吐哈盆地七克台地区和塔里木盆地均有油砂矿资源,由于投入不足,目前储量尚未探明。
  准噶尔盆地已发现油砂矿矿床五处:风城、红山嘴、黑油山、白碱滩、沙丘河。
  1.风城油砂油矿。风城油砂油矿位于准噶尔盆地西北缘风城超稠油油藏的西北部,油砂矿原油储量达5017万吨,地表为平坦的戈壁、基本上无植被。分为西区和东区两个油砂富集区。风城西区完钻45口井,油砂埋藏浅10m~40m,平均23m,油砂厚度1.2m~28.6m,油层样品重量含油率3.0%~19.8%,平均为8.12%;东区完钻35口井,油砂厚度3.6m~93.7m,平均31.5m,油砂埋深60m~200m,平均150m,岩石密度1.62g/cm3~2.29g/cm3,平均1.80g/cm3,油层样品重量含油率3.5%~21.7%,平均10.99%。
  2.红山嘴油砂油矿。红山嘴地区油砂储量达4215万吨,该区油砂主体埋藏50m以浅,油砂总厚度0.82m~26.15m,据已有化验结果,红砂6井见油砂8层,富含油砂岩4层共24.7m,最大单层厚度10.34m。该区油砂含油率3.1%~13.6%,平均7.0%。
  3.黑油山油砂油矿。黑油山油砂矿原油储量达2754万吨,含油砂层位为三叠系克上组,克上组超覆在古生界之上。储层岩性主要为粗砂岩,色黑,含油饱满。该区油砂主体埋藏20m~60m以浅,油砂总厚度1.5m~21.42m,黑砂13井油砂有3层共厚18.2m。
  4.白碱滩油砂油矿。本区油砂矿原油储量为2379万吨。白垩系油砂主体埋藏50m以浅,油砂厚度5m~23m,平均6.5m,含油率7.0%,但在岩石中分布不均匀。白砂5井见油砂6层,含油较好的砂岩4层共20.7m,含油差的2层共12.6m。侏罗系齐古组油砂厚6.16m~14m,平均厚度7m,含油率平均7.2%。
  二、油砂矿资源主要开采技术
  油砂矿开采技术难度大。目前,我国油砂矿开采尚没有完整成熟的技术,在世界上,也只有加拿大、美国、委内瑞拉等少数国家掌握油砂矿的开采技术。油砂矿的开采技术决定着该资源开发利用的经济性。
  油砂矿开采主要有两种方法,分别是露天开采法和钻井法。对于埋藏较浅(小于75米)的油砂采用露天开采,而对于埋深较大的油砂(大于75米,大部分都大于400米)采用钻井法。在钻井法开采技术中,又分为热采法和冷采法。目前热采法比较成熟的技术有循环注蒸汽(CSS)和蒸汽辅助重力驱(SAGD)技术。据加拿大阿尔伯达省能源和公用事业委员会估计,加拿大油砂中沥青油资源量的20%可以用露天开采法开采,80%需要采用钻井法进行开采。大约开采两吨油砂能生产出一桶合成原油。
  现钻井法开采油砂还处于初始阶段。加拿大阿尔伯达省用钻井法开采出来的油砂油占约总产量的1/3,其中大约2/3采用热采法,而1/3用冷采法。用钻井法开采,可就地提取沥青油,而不必将沙土和沥青油的混合物全部开采出来。该工艺可大量循环用水,具有较好的环保性。未来将主要采用钻井法开采油砂。
  多年来,油砂开发技术已经取得的重要进步如下:
  1.利用卡车和铲车开采油砂,增加了开采的灵活性,同时降低了成本;
  2.用水力运输管道系统代替了传送带系统,使油砂达到管输要求,并简化了把沥青和砂分离开来的萃取过程;
  3.在萃取阶段,降低了加工的温度;
  4.采用固化或合成残渣的技术,加快了大面积残渣池的治理,并在努力研究一种覆盖技术来处理残渣;
  5.用钻井法开采油砂,实现了蒸汽辅助重力驱工艺热采方法的商业化,减少了蒸汽的耗用。
  目前,新出现的技术还包括:蒸汽萃取工艺技术(VAPEX)、Nexen/OPTI公司LongLake项目技术(通过汽化渣油或者沥青烯的过程产生合成气以减少对天然气的需求)、THAI/CAPRI(将一个垂直注入空气的井和一个水平井相结合,将空气注入油藏支持沥青的燃烧,从而减少沥青黏性,使沥青得以开采出来)。现混合热力/溶剂开采法正处于研发阶段,其中包括蒸汽辅助天然气驱(SAGP)、添加溶剂-蒸汽辅助重力驱(ES-SAGD)、低压溶剂-蒸汽辅助重力驱和锥形推进蒸汽溶剂-蒸汽辅助重力驱(TSS-SAGD)技术。新技术的研发目的主要是提高驱油效果,或用其他溶剂等替代品来代替天然气驱油,以提高项目的经济性。伴随着这些技术的商业化使用,将能在很大程度上提高油砂项目的经济性。   下面以露天采掘油砂矿为例,对油砂矿的开采技术流程进行表述:(1)去除沼泽、泥土和盖层;(2)油砂的采掘;(3)输送;(4)沥青剥离;(5)尾料处理;(6)地面恢复。
  尾料固化的技术(CT),该技术使用从烟气脱硫装置得到副产品石膏,大大加快了尾料固化的速度尾料沉降有望在10年或更少的时间内实现。
  在油砂开采技术中,沥青分离稀释剂选择和配比、黏土分离以及尾液固化是核心技术,将直接影响油砂开采的效益,目前,国内没有成熟的技术。
  三、油砂矿开采的价值和经济风险
  与加拿大油砂矿对比,克拉玛依油砂矿粒径细,隔层多,黏土含量高,油砂层整体性差,规模小,开发具有一定经济风险。按照准葛尔盆地油砂储量1.44亿吨和加拿大油砂开采标准,对于埋深小于85米的,采用露天开采(再水洗或干馏);埋深大于85米宜采用巷道式注蒸汽开采,国土资源部新一轮资源评价暂行规定,埋深100m、200m以浅的油砂采收率分别为90%、70%,洗油效率均为85%,原油商品率为97.1%,计算出西北缘四个区块的可采储量为9967.02万吨油砂油(详见下表)。由于克拉玛依油砂矿黏土含量很高,一次洗油效率虽接近85%,但黏土和沥青油乳化在一起,纯油分离困难只达到50%左右,所以可采出纯油量仅为7182万吨。按照1吨=7.3桶,7182万吨油砂油约合52428.6万桶。根据世界原油价格的变动,我们取每桶原油75美元计算,克拉玛依油砂矿资源开采价值可折合人民币价值总量约2477亿元(美元兑人民币汇率按6.3计算)。如果再进一步深加工,具有较高的升值空间,经济效益非常可观。
  准噶尔盆地西北缘油砂可采储量统计表
  根据加拿大露天开采油砂矿经济分析数据显示,操作成本约在40美元/桶,完全成本约在60美元/桶。
  四、克拉玛依油砂矿资源开发利用情况
  克拉玛依市对油砂矿资源开采进行了大量探索和实践。
  1.针对卡拉玛依油砂矿资源,自2002年以来,中石油一直组织力量开展油砂矿勘探,目前已完成大量工作:
  (1)截至2008年9月,在西北缘四个地区钻井179口。
  (2)分析测试油砂样品3960项次。
  (3)2004年~2006年,开展了油砂室内分离实验;
  (4)2005年~2006年在乌尔禾、红山嘴进行了现场试验,取得了较好效果。
  (5)2006年11月5日在红山嘴红砂6井区采用电加热的水平水洗分离装置,成功分离出了第一桶油砂油。中石油的勘探成果是我们开采的基础。
  2.在上游油砂开采方面,拟引进具备先进、成熟技术和开发经验的加拿大油砂矿开采商辛克鲁德有限公司(Syncrude)、加拿大森科尔能源有限公司(Suncor)、英荷皇家壳牌集团(Shell)三家公司开展合作沟通,选择技术和资金实力比较强的公司联合开发。
  3.前期优选一个区块进行开采,拟投资150亿元,年产油100万吨。在下游加工利用上可选择复合材料、大型骨架材料合成及应用开发方面,克拉玛依市已与上海杰事杰公司达成意向投资60亿元,利用其掌握的领先新材料研制技术,以聚丙烯为原料,合成金属塑料,并进一步扩展应用到汽车保险杠、机电外壳等领域。具备较大的产品应用扩展和带动作用。
  4.针对油砂矿权与石油天然气矿权重叠事宜,做了大量工作,目前与中石油已初步达成协议,在开采方面尽量避免相互影响。
  5.经过协调,交通压覆改线工作已经完成,具备油砂矿开采基础设施配套条件。油砂矿资源交通紧邻217国道、油田公路横贯矿区,交通条件便利;引水工程西干渠紧邻矿区、水源充足;油区电力网、通讯网络紧邻矿区、使用方便,能够有效协调利用。
  6.关于矿权问题克拉玛依市城投公司已向自治区国土资源厅提交油砂矿探矿权申请,矿权登记已在国家矿产管理系统锁定只待发证。
  五、存在问题
  一是克拉玛依油砂矿与加拿大油砂矿对比,粒劲细,黏土含量高,隔层多,整体性差,规模小,开发具有一定的风险。
  二是在油砂矿开采技术中,沥青分离稀释剂选择和配比、粘土分离以及尾液固化是核心技术,将直接影响油砂矿开采的效益。目前,国内还没有油砂矿开采较为成熟的技术,对油砂矿的开采利用还有一个学习、消化的过程。
  三是采收后的油品中石油有意统一收购,主要恐怕油品市场混乱。如按中石油意见,地方参与油砂矿开发的意义不大。
  四是油砂矿开采、拉运以及深加工,会对周边环境造成不同程度的环境影响。
  六、几点建议
  油砂矿资源的开发利用是自治区实施能源多元化发展的突破口,本着立足新疆实际,探索建立非常规油气资源开发利用的体制和机制,按照市场化运作的方式,抓好新疆非常规油气资源的开发利用,有利于引进先进的开采技术,取得较好的经济效益,保持可持续发展等,经过充分沟通和探讨,建议:
  1.有必要明确将油砂资源交地方开采经营。以地方政府为主体,成立由地方政府国资控股的能源公司,利用中石油现有技术和前期勘探成果,引进世界先进开采技术和投资资金,促进油砂资源规模高效开发,有利于新增就业,促进社会经济发展和谐稳定。
  2.尽快组建一个强有力的领导班子,统领区内油砂矿资源(随着能源多元化发展,将来统管非常规油气资源)的规划开发利用工作,统领全局,统一部署,科学规划,依托准噶尔盆地油砂矿资源,做到对全疆范围内的油砂矿资源合理、科学的开发利用。
  3.即刻着手组建地方政府控股的能源开发有限公司,以实体经济运作的方式,具体执行领导小组拟定的能源开发战略,其余股份可吸纳社会资金入股。公司注册地在克拉玛依市。公司组建完成以后,尽快开展油砂矿资源的探矿权、采矿权申请、取证工作,以利于今后油砂矿资源勘探开发工作的顺利进行。
  4.油砂矿开采技术的引进,可以采取多家调研、考察,对比后引进最为适合的开发技术。
  5.提高油砂矿开发利用下游产品附加值,将采收油品全部留给地方加工,延长产业链。对油砂矿资源的下游产品方案进行论证,要避开煤炭化工领域,选择具有高附加值的产品方案,提高油砂矿开发利用的竞争力和经济效益。
  6.油砂矿的开发利用要注重环境保护和可持续发展。进一步做好油砂矿资源的开发利用与当地环境保护的关系,做好环境保护的经济评价工作。
  7.鉴于油砂露天开采深度小于100米,稠油注蒸汽开采埋深大于150米,油砂与稠油为不同层系。剖面上不重叠,在白垩系不整合面上下,以及油砂与稠油油藏平面分布仅在深部区存在局部重叠,稠油注蒸汽吞吐开采一般经过3年~5年即可完成生命周期,而油砂露天开采周期长达50年。我们完全可以待深部稠油开采结束废弃后进行,以有效解决油砂开采与石油天然气开采的矛盾。
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