油页岩原位转化技术：自主研发突破能源开发瓶颈

一、企业基本情况

吉林省众诚油页岩集团有限公司是一家以油页岩综合利用技术开发、试验研究为一体的民营企业，成立于2010年12月31日，注册资本人民币5亿元。公司现有技术研发人员118人，其中高级职称35人，中级职称80人，初级职称3人。技术人才涵盖石油化工、化学工程、油田钻井、石油工程、资源勘查工程、地质工程、油气田开发工程、油气井工程、机械设计与制造、工业仪表控制、电气自动化、环境工程及安全工程等多专业领域。

众诚油页岩公司是众诚企业集团的成员企业之一。众诚企业集团是以石油炼制为龙头的民营股份制企业，已经建立了油页岩勘探、开采，原油开采、采购、炼制，石油化工，成品油和天然气仓储、运输、批发零售完整的产业链条。公司资产总额约102亿元，拥有1个油田、1个油页岩试验基地、2座炼油厂、5个油库、220座连锁加油站及加气站，目前累计纳税55.53亿元。2017年10月16日，众诚集团旗下"众诚能源"成功在香港联合交易所主板挂牌上市，成为吉林省第一家上市的新能源企业。2019年，众诚集团成功收购国际石油巨头在西加拿大盆地HARMATTAN区域的石油天然气上游资产，目前拥有的油气地质储量达1.6亿吨。

二、原位转化技术研发历程

2.1 试验基地建设

2013年8月下旬，公司正式进场建设"油页岩原位试验基地"。油页岩是一种固体矿产资源，与页岩油是两种完全不同属性和概念的物质。油页岩原位转化开采油页岩油，其实质是经过高温加热，把沉积蕴藏在岩石里的油脂分离出来，也叫榨油或者人工造油，学名又叫油页岩油。页岩油则是一种成熟的成品原油，存在于岩石层缝之间，其开采工艺类似于原油生产。油页岩油与页岩油有本质区别：前者是油页岩中未演化为成熟的有机质通过热解生成的粗油品，后者是已演化成熟的石油资源。

2.2 电加热实验与燃烧器自主研发

2013年10月31日开始，公司首先采用"壳牌"公司用的加热电缆进行电加热，实践证明无法点燃扶余—长春岭含油率较低的油页岩。在电加热技术点火试验失败后，公司决定自主研发燃烧器，从设计、制作到地面常压点火试验、地下高压模拟点火试验，最后正式下井投用，历时11个月，经过多次完善设计，历经上千次试验，成功研发了原位技术核心装备——燃烧器，通过实践获取了完整的技术参数，制定了操作流程和标准。

公司突破了油页岩地下原位开采技术瓶颈，开采出了我国第一桶原位油页岩油。自主研制的燃烧器完成高压72小时连续稳定燃烧测试后，于2014年7月17日下井，一次性点火成功，10天后成功产油，在三个月的点火期内共产油5.2吨，正常生产时单井平均日产60kg左右，最高日产355kg；项目中试共产油15.88吨，单井平均日产115kg左右。经中国石油大学化验分析显示：该油初馏点为98℃，终馏点为527℃，轻油馏分比例87%（其中汽油馏分占16%，柴油馏分约占71%），重油馏分约为13%，是一种品质好、比重较轻的油页岩油。

试验期间，生产Y3井返排压裂液时产出可燃气体，随后生产Y1井、Y2井、Y4井陆续产气，单井日均产气量4.8立方米，创造了我国油页岩地下原位提取页岩油气试验产气的先例。经过对可燃气体取样化验分析，其主要组分构成有氢气、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯等气体，具体含量约为：氢气2.14%～15.18%，甲烷73.29%～94.15%，乙烷0.249%～0.446%，乙烯0.004%～0.162%，丙烷0.02%～0.199%，丙烯0.08%～0.196%。

目前，公司已获得1项美国专利，19项国家专利，五项技术创新都是自主知识产权，绝大部分是原创技术。

三、原位开发技术优势

3.1 技术原理与流程

油页岩原位转化技术的核心流程包括：钻井（注气燃烧井和导出生产井）、压裂建立油气通道、注入可燃剂和助燃剂、建立燃烧室引燃油页岩层、油页岩层加温、提取油页岩油气。该技术具有我国完全自主知识产权，由众诚油页岩公司自主研发，已处于国内领先、国际先进水平。

3.2 与传统地面干馏技术对比优势

与传统的地面干馏技术相比，原位转化技术具有以下优势：无需采矿，减少了挖掘、破碎和运输环节；可开发较深层的油页岩资源；对岩层厚度要求低；产出的油页岩油品质好；地面配套设施少、占地面积少；环保效益显著。与同类技术相比，还具有节约土地资源、资源利用率高、油收率高、能源利用率高、生产成本低等优势。此外，该技术可用于难动油开采领域，使老油田焕发新青春，提高难动用石油资源的采收率和产量，可实现一次性钻井投入，分段、多层位开采油页岩油、页岩油、页岩气和油砂等资源。

3.3 专家评价

中国工程院康玉柱院士等专家认为：众诚油页岩公司原位开采技术的初步成功，意义十分重大，是我国油页岩原位开采技术的首次重大突破；是一项自主创新的重大成果，填补了我国在油页岩领域的技术空白；开辟了油页岩原位转化开采的新途径，具有前瞻性、战略性和引导性，具有里程碑的意义。

四、资源富集与战略意义

4.1 全球与国内资源储量

全球油页岩折算成油页岩油约4400多亿吨。中国已评价的1000米以浅油页岩资源量7199亿吨，折算成油页岩油约476亿吨，居世界第二位。吉林省油页岩资源最为丰富，已查明油页岩资源储量1083亿吨，可折合油页岩油约为54亿吨，居全国首位。全国最新地质资源评价显示，吉林省油页岩资源量达2478亿吨。油页岩属于非常规油气资源，分布广且稳定，埋深浅、探明成本低、资源易于落实，在国家能源急需时可随时发挥作用，是最现实的战略储备资源。

4.2 区域资源共生特点

与众诚油页岩公司原位开采试验基地仅一江之隔的大庆油田古龙页岩油经勘探后，2020年以来连续排采500天，累计生产页岩油6000吨，预测新增页岩油地质储量12.68亿吨。众诚油页岩公司原位试验基地扶余—长春岭与大庆齐家—古龙同属松辽盆地白垩系青山口组，该区域地质资源具有油页岩、页岩油及油砂共生特点，在垂直面上，上有油页岩，下层伴生有油砂及页岩油、页岩气等资源，仅页岩油地质资源可达75亿吨，开发前景广阔。

4.3 保障国家能源安全

油页岩油品质好，主要成分是煤油和柴油，经处理可以作为航空煤油、柴油使用，经炼制可以直接替代石油，作为车辆燃油、船舰燃油使用。油页岩资源赋存于自然环境中，打不烂、炸不坏，能够作为重要的战时物资，对军队特别是提高战时国家能源保障能力具有重大战略意义。习近平总书记指出：中国能源安全这个"碗"一定要牢牢把握在中国人自己的手里，"碗"里一定要装中国自己的"粮食"。

五、经济成本及社会效益分析

5.1 成本优势分析

油页岩原位转化技术在经济成本方面具有明显优势。该技术不需要建设地面干馏厂，减少了巨额的固定资产投资；不需要进行大规模的露天开采或地下采矿，降低了开采成本；不需要进行矿石的破碎、筛分和运输，节约了中间环节费用；地面配套设施少，占地面积小，减少了土地征用和环保治理成本。与传统的地面干馏技术相比，原位转化技术的综合生产成本可降低30%以上。

以众诚油页岩公司试验基地为例，该技术实现了单井平均日产油115kg的水平，随着技术成熟和规模化生产，产量还将进一步提升。按照当前国际油价测算，当单井日产量达到200kg以上时，即可实现盈亏平衡；当单井日产量达到500kg以上时，将具有显著的经济效益。考虑到吉林省油页岩资源量达2478亿吨，可折合油页岩油约54亿吨，即使按照较低的采收率计算，潜在的经济价值也将达到数万亿元。

5.2 产业链延伸效益

油页岩原位转化技术的产业化将带动上下游产业链的全面发展。上游产业包括钻井设备制造、压裂设备制造、燃烧器制造、井下工具制造等装备制造业；中游产业包括油页岩原位开采服务、油气集输处理、储运物流等生产性服务业；下游产业包括油页岩油炼制、化工产品生产、成品油销售等终端应用产业。此外，该技术还可延伸至难动油开采领域，为老油田焕发新青春提供技术支撑，进一步提高难动用石油资源的采收率和产量。

众诚企业集团已经建立了完整的产业链条，包括油页岩勘探开采、原油开采采购、炼油化工、成品油和天然气仓储运输批发零售等环节。原位转化技术的成功产业化将使这一产业链条更加完善，形成从资源开发到终端销售的完整闭环，提升整体竞争力和抗风险能力。

5.3 社会效益分析

油页岩原位转化技术的推广应用将产生显著的社会效益。首先，该技术可减少对进口石油的依赖，保障国家能源安全，增强能源自主可控能力。其次，该技术可创造大量就业岗位，包括技术研发、设备制造、现场施工、生产运营、管理服务等各个环节，预计产业化后可带动数万人就业。第三，该技术可减少温室气体排放和环境污染，原位转化过程中产生的二氧化碳可被有效收集和利用，实现碳减排目标。第四，该技术可促进区域经济发展，特别是吉林省等油页岩资源富集地区，将形成新的经济增长点，带动相关产业发展。

六、油页岩原位开发产业远景规划

6.1 技术发展目标

众诚油页岩公司制定了清晰的技术发展路线图。近期目标（2021-2025年）：完成X6Y1型新工艺的设计和优化，实现米级样块裂解试验的成功，单井日产量提升至300kg以上，完成工业化试验示范。中期目标（2026-2030年）：实现规模化商业开发，建设年产10万吨油页岩油的生产基地，形成可复制、可推广的技术标准和操作规范。远期目标（2031-2035年）：实现大规模产业化发展，年产油页岩油达到100万吨以上，带动上下游产业链产值达到千亿元级别。

6.2 产业布局规划

在产业布局方面，公司将以吉林省为核心，逐步向辽宁、黑龙江等油页岩资源富集地区扩展。第一阶段：在扶余—长春岭地区建设产业化示范基地，形成年产10万吨油页岩油的生产能力。第二阶段：在吉林省其他地区以及辽宁省、黑龙江省建设生产基地，形成年产50万吨油页岩油的生产能力。第三阶段：在全国范围内推广该技术，特别是在油页岩资源丰富的内蒙古、甘肃、新疆等地区，形成年产100万吨以上的生产能力。

6.3 技术创新方向

未来技术创新将围绕以下几个方向展开：一是提高单井产量，通过优化燃烧器设计、改进压裂工艺、优化注气参数等手段，将单井日产量提升至500kg以上。二是降低生产成本，通过规模化生产、自动化控制、智能化管理等方式，将生产成本降低50%以上。三是拓展应用领域，将该技术应用于难动油开采、油砂开发、页岩气开发等领域，实现一井多用、多层位开采。四是加强环保技术研发，实现二氧化碳的捕集、利用和封存（CCUS），达到零排放目标。五是推进数字化、智能化转型，利用物联网、大数据、人工智能等技术，实现生产过程的实时监控、智能优化和预测性维护。

6.4 政策支持与行业展望

油页岩原位转化技术的发展离不开国家政策的支持。近年来，国家高度重视能源安全和非常规油气资源的开发利用，出台了一系列支持政策。《"十四五"现代能源体系规划》明确提出要加大油页岩等非常规油气资源的勘探开发力度。国家发改委、能源局等部门也出台了相关支持政策，鼓励企业开展技术创新和产业化示范。吉林省作为油页岩资源最丰富的省份，已将油页岩产业列为重点发展的战略性新兴产业，给予了土地、税收、资金等多方面的优惠政策。

展望未来，随着技术的不断成熟和政策的持续支持，油页岩原位转化产业将迎来快速发展期。预计到2035年，我国油页岩油年产量有望达到500万吨以上，成为石油供应的重要补充。众诚油页岩公司作为该领域的先行者和领跑者，将继续坚持自主创新，加强产学研合作，推动技术迭代升级，为保障国家能源安全、促进地方经济发展做出更大贡献。

七、结语

油页岩原位转化技术的成功研发，是我国能源领域自主创新的重要成果，标志着我国在非常规油气资源开发领域取得了重大突破。该技术不仅具有显著的经济效益和环保效益，更对保障国家能源安全具有深远的战略意义。随着技术的不断成熟和产业的逐步壮大，油页岩原位转化技术必将成为我国能源结构优化的重要支撑，为实现能源自主可控、推动经济社会可持续发展做出积极贡献。