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油气开发利用专题
理论·政策·产业
油气开发利用专题
陕西日报/2013年/9月/24日/第012版
编者按陕西是能源大省，丰富的煤、油、气等资源不断被探明、开发。
近年来，随着全国经济的快速增长，能源市场需求旺盛，带动陕西省能源工业快速发展，生产能力迅速提高。
同时，我省实施了“三个转化”，即煤向电转化、煤电向载能工业品转化、煤油气盐向化工产品转化，进一步促进了我省能源化工产业的快速发展。
随着我国油气对外依存度的进一步扩大，我省油气产业发展仍将处于加快发展的有利时期。
本次周末讲座邀请到陕西延长石油（集团）有限责任公司总工程师袁定雄，为我们讲解全国以及陕西油气产业的发展现状以及瓶颈制约，并阐明了未来发展方向。
赵正永:
我省积极响应国家发展非常规能源的战略要求，特别是在页岩气研究与勘探方面大胆探索，在页岩气成藏条件和资源量评价方面取得突破，打成了中国第一口陆相页岩气井，确立了鄂尔多斯盆地页岩气资源的战略地位，拉开了我国陆相页岩气勘探开发的序幕。
同时，引进美国KBR公司悬浮床加氢裂化（VCC）技术建设油一煤共炼示范项目，充分利用低阶烟煤与渣油的良好协同效应生产轻质油品，开创了资源综合利用的新路径，使我省煤油资源综合利用跨入世界领先水平。
娄勤俭:
近年来，我省天然气产业取得了突飞猛进的发展，特别是我省“气化陕西”战略的实施，对优化能源结构，减轻环境污染，改善投资环境，推动经济结构转型，提升人民群众生活质量都起到了明显效果，从客观上也对天然气的生产运营与管理提出了更高的要求。
目前，我省仍存在着用气结构不尽合理、调峰设施投入不足、季节和时日峰谷差较大及城市管网管道压力等级配置、管径与管容的配比不够合理等问题，造成冬季高峰供气矛盾突出，需要提早谋划，积极应对，妥善解决。
专家讲义摘编
油气勘探
油气勘探就是寻找油气田的过程，根据石油地质学油气田的分布规律，采用各种先进的勘探技术与方法，达到探明油气储量的目标。
由于油气田分布的隐蔽性和复杂性，决定了石油勘探是高投入、高风险、技术密集的复杂系统工程，需要各种方法互相配合，并对各方面的资料进行综合分析。
在各种石油勘探方法中，地震勘探和钻探是油气勘探的主要方法，非地震的各种物探技术也起着重要的补充作用。
石油勘探通过区域勘探、圈闭预探、油藏评价三个阶段，最终确定含油气面积、含油高度和油气储量，计算探明储量，对油气藏进行综合评价及经济效益预测分析，为编制油气田开发方案做好准备。
总体来说，寻找油气资源的总趋势是越来越难，从陆地向海洋、从地理条件好的地区向复杂地区、从地质结构简单的油气藏向复杂隐蔽的油气藏以及从中深层向超深层发展。
油气勘探发展趋势
当今油气勘探具有以下几个特点:
1.首要目标是寻找大型油气田；2.加强海洋油气田勘探；3.加强天然气勘探；4.大力寻找非常规油气藏（砂岩油、页岩气、煤层气等）。
近年来，美国页岩气的勘探开发取得成效，各国开始重视页岩气勘探开发，2011年12月，国务院正式批准成为我国第172种独立矿种。
与常规天然气相比，分布特征，从高部位向低部位，从局部圈闭向大面积，从源外向源内；成藏特征，自生、自储成藏。
页岩气开发主要以水平井为主（占85%），基本无自然产能，所有井必须实施压裂改造，单井产量低、采收率低、产量递减快、投资高、生产周期长。
延长石油从2008年始开展页岩气勘探开发的前期工作，2011年打成我国第一口陆相页岩气井，2012年9月11日，国家发展改革委员会正式批准设立“延长石油延安国家级陆相页岩气示范区”，预计“十二五”期间探明地质储量1500亿立方米以上，建成产能5亿立方米以上。
油气开发
油气田开发工作的内容主要包括油藏评价、开发方案、产能建设、开发调整与提高采收率、储量管理等，开发的主要技术包括油藏描述技术、开发实验与模拟技术、动态监测技术、分层注水和调剖堵水技术、钻完井技术、人工举升技术、水力压裂技术、提高采收率技术、油气田地面工程技术等。
油气勘探开发研究重点:
改进成像技术，复杂岩性油藏模拟技术，非常规烃类开采技术，提高采收率技术，体积压裂技术，深水勘探开发的技术，地震、远程油井和平台的传感数据融合技术，以及计算机模拟技术等。
延长气田的勘探开发
延长气田主要位于陕西省延安市境内，构造位置处于鄂尔多斯盆地东南部。
之前，在鄂尔多斯盆地北部已陆续发现，并探明靖边、榆林、乌审旗、苏里格、大牛地、子洲等多个气田，形成“南油北气”分布格局。
相比之下，南部天然气勘探程度很低。
延长天然气勘探起步较晚，2003年实施第一口探井，时至今日共经历了探索阶段、勘探突破阶段、快速发展阶段、“勘探、开发”并重阶段等四个阶段。
原油加工
陕北地区所产的原油按照原油的硫含量和关键组分分类，属低硫中间一石蜡基原油，硫、氮含量较低，酸值低，金属含量较低，原油加工性能较好，性质与大庆油田所产原油相近。
石油化工是指以原油为原料，通过一系列的加工工艺，生产出燃料及石油化工产品的加工工业。
分为一次加工、二次加工和三次加工。
一次加工主要有常压蒸馏、常减压蒸馏装置，二次加工主要有催化裂化、加氢裂化、催化重整、延迟焦化、加氢精制、烷基化、减粘、渣油加氢等装置，三次加工主要有裂解工艺制取乙烯、芳烃等化工原料装置。
原油的典型加工路线有三条，分别是燃料油型炼厂生产汽油、煤油、轻重柴油和各类工业燃料油；燃料——润滑油型炼厂除生产各种燃料油外，还生产各种润滑油；燃料——化工型炼厂以生产燃料油和化工产品为主。
延长石油加工流程
延长石油原油主要为延安混合原油和榆林原油，该原油的特点是含硫低，延安混合原油硫含量为700ppm、榆林原油硫含量为1200ppm；大于350℃原油馏分残炭、含硫较低，分别3.65%、1200ppm（延安混合原油）和6.23%、1900ppm（榆林原油），属于典型的低硫中间-石蜡基原油。
因此，延长石油原油加工流程为燃料型-短流程炼厂的经典流程。
延长石油各炼厂原油总加工流程为常压蒸馏装置，不设减压装置，常压渣油直接进催化裂化装置加工；常压所产石脑油进催化重整装置，催化装置所产柴油进加氢精制装置加工，提高了油品质量；副产的炼厂干气经精制后，作为乙苯-苯乙烯装置的原料进行深加工；副产的液化气经过精制分馏后，得到丙烯、混合C4等资源，经聚丙烯、MTBE等装置深加工后，得到聚丙烯、MTBE等高附加值产品。
延长石油汽柴油产品均可满足目前车用汽柴油国标要求（国I1I），而且产品质量有富余。
资源综合利用
延长石油在注重炼油生产的同时，通过对原油加工过程中炼厂副产的液化气、干气等资源进行化工综合开发和合理利用，产业链得到进一步延伸，产品附加值得到提高，取得了较好的经济效益。
催化裂化装置副产的干气资源，其中含有20v%的乙烯资源，在大多数炼厂中都作为工艺加热炉的燃料使用；同时延长石油汽油受苯含量的限制，富余部分苯产品。
延长石油用干气中的稀乙烯和苯生产出高附加值的苯乙烯产品（苯烯比2.78:
1），实现了干气中的乙烯资源高效利用，与传统的乙烯法制苯乙烯装置相比具有很大的成本优势。
延长石油将液化气中的丙烯进行有效分离集中加工，建成了两套液相本体法聚丙烯装置生产聚丙烯树脂（年生产能力30万吨/年），同裂解法聚丙烯装置相比，具有更高的经济型。
气体分馏装置产出的碳四产品，含有可观的异丁烯、正丁烯组分，而异丁烯是MTBE装置的原料；正丁烯是醋酸仲丁酯装置的原料。
经聚丙烯、MTBE、醋酸仲丁酯装置生产加工，延长石油副产的液化气得到了分级、高效的利用。
我国炼油及石化工业面临着一系列问题:
原油资源短缺，进口依存度不断上升（57%）；国际原油价格长期看涨，吨原油生产成本持续增加；提升油品质量，实现清洁生产，满足环保要求任务艰巨；减排二氧化碳实现中国炼油及石化工业低碳发展任重道远。
因为我国石油化工行业应调整炼化一体发展石油化工的传统思路，适度发展甲醇制烯烃、芳烃；实现石化原料多元化、产品高附加值化；推进油品加工规模化、加氢型，提升燃料油收率，实现效益最大化、油品清洁化；重视乙烯、丙烯利用方案的选择，适当延伸产品链，充分利用副产品资源；坚持科技创新，通过科技引领、技术驱动，实现绿色、低碳、环保的可持续发展。
典型案例
延长石油页岩气勘探开发经历了四个阶段，分别是:
2008——2009年
开展前期调研、相关资料收集与技术交流；
开展野外露头观察、老井资料复查，分析认为鄂尔多斯陆相盆地具有页岩气成藏的可能性。
2009——2010年
开展页岩气基础地质及工程技术研究，承担国土资源部矿产资源节约与综合利用重大专项；
完成资源评价与有利目标区优选（“云岩-延川”、“甘泉-直罗”）。
2010——2011年
柳评177长7段泥页岩压裂点火成功，成为我国第一口陆相页岩气井；
柳评179、新57等井相继压裂成功并获工业气流，拉开了延长石油陆相页岩气勘探开发序幕。
2012——目前
规模勘探，落实探明页岩气地质储量，开展开发先导试验和水平井钻探；
建立首个国家级陆相页岩气示范区。
建立陕西省页岩气勘探开发工程技术研究中心。
省委常委、常务副省长江泽林
能源是人类生存和发展的重要物质基础，事关国计民生和国家安全。
能源的变迁发展过程，始终反映和伴随着人类的进化史，内燃机的发明推动石油取代煤炭成为20世纪最重要的能源，石油被喻为“工业的血液”。
随着人类对环境和效率的追求，天然气作为清洁、高效的能源也成为当前最重要的能源之一。
一、石油天然气是宝贵的能源资源
1.基本认识
石油是地下岩石中生成的、以液态碳氢化合物为主要成分的可燃性矿产，是各种烷烃、环烷烃、芳香烃构成的混合物。
石油是目前世界上最重要的一次能源，同时也是重要的化工原料。
目前普遍认为，由史前的海洋动物和藻类尸体在地下高温和高压下逐渐转化，首先形成腊状油页岩，再退化成液态和气态碳氢化合物，在特定条件下形成石油，其生成至少需要200万年时间，时间最老的达5亿年之久。
石油消费约占全世界能源消费总量的40%，我国是石油消费增长最快的国家之一。
天然气是一种多组分的混合气态化石燃料，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，是一种自然形成的洁净、优质能源。
根据赋存状态和聚集方式的不同，分为常规天然气和煤层气、深盆气、页岩气、油砂岩气、可燃冰等非常规天然气。
天然气的甲烷含量一般在90%以上，被公认为最现实和技术上比较成熟的车用汽柴油替代燃料。
2012年世界探明常规天然气可采储量192万亿立方米，可供开采60年。
随着科技水平的提高，非常规天然气也开始进入大规模工业化开采利用阶段。
页岩气是一种以游离或吸附状态藏身于页岩层或泥岩层中的非常规天然气，据初步统计，世界可采资源量为187万亿立方米，被视为未来最重要的新能源之一。
（见图一）2011年，美国凭借页岩气的大量开采而取代俄罗斯，成为世界第一大天然气生产国。
2012年，我国页岩气已探明可采量达到25万亿立方米，是常规天然气探明剩余可采量的6倍多，居世界第一位。
页岩气的开发利用将大幅提高天然气产量，缓解油气产量不足。
国土资源部于2011年底批准页岩气成为独立矿种，意味着其勘探开发不再受油气专营权的约束。
2012年3月，国家能源局发布《页岩气发展规划（2011-2015年）》。
经过几十年的技术积累，我国对页岩气的研究目前已取得相当大的进展，发展潜力巨大。
2.油气资源的勘探开发利用和关键技术
目前，石油和天然气已发展成为极其重要的动力资源和化工原料，并作为战略物资更广泛地应用在工业、农业、军事、民生的各个领域。
从油气到商品，要经过勘探、开发、利用三个阶段和一系列复杂的技术手段和工艺流程。
油气勘探:
俗称“找油”，是油气开采工程的基础，也是油气开采的第一个关键环节。
主要是通过各种勘探手段了解地质状况和生活条件等，对含油气远景作综合评价，并确定油气聚集的有利地区和储油气的圈闭，探明油气田而积、油气层情况和产出能力。
油气勘探的主要方法、技术和发展方向可概括为“三三四”:
三种勘探方法、三个技术阶段和四个发展方向。
三种勘探方法为地质法（地震勘探、磁法勘探、电法勘探和重力勘探）、物探法和钻井工程；三个技术阶段是指分区域勘探、圈闭预探和油藏评价，通过这三个阶段，基本可以确定油气藏的边界、确定油气面积含量，并对油气藏进行综合评价和经济效益分析。
当前油气勘探的四个主要发展方向是:
寻找大型油气田，兼顾海洋油气田、天然气田和非常规油气藏（砂岩油、页岩气、煤层气等）的勘探。
油气开发:
俗称“采油”，是在油气勘探的基础上，按照编制的开发方案，对已探明的油气田实施产能建设并进行长期生产的经济活动。
大型油气开采时间较长，其开发过程基本都包括五个主要内容:
油藏评价、开发方案、产能建设、开发调整与提高采收率、储量管理。
在特定地质条件下，通过三次采油技术可以大幅提高采收率，一次采油主要是利用油层天然能量开采，二次采油是给油层注入水和气补充能量开采，三次采油是用化学物质、微生物等开采出更多的石油。
在探明油气储量既定的情况下，提高采收率成为提高油气产量的最根本、最有效的途径，通过技术手段的提高，部分低渗透油气田和老油气田的采收率都有较大提高。
油气利用:
勘探和开发是油气的上游产业，炼油和化工为油气的下游产业。
石油、天然气是不同烃化合物的混合物，简单作为燃料是极大的浪费，只有通过加工处理，炼制出不同的产品，才能充分发挥其巨大经济价值。
石油通过炼油和化工等相关技术手段处理，主要形成石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6大类符合需求的产品。
部分油品经过深加工，又获得质量更高或更新产品。
石油的利用主要通过三次加工:
一次加工、二次加工以生产燃料油品为主；三次加工主要生产化工产品，产量最大且最重要产品是乙烯。
石油加工基本工艺流程图:
（见图二）
天然气开发利用目前在世界能源结构中的比重为24%。
在一些能源消费大国，天然气消费已超过煤而成为第二大能源。
天然气的利用分为两类，即能源和原料，可形成发电、化工原料、工业燃料、民用燃气等。
天然气也是重要的化工原料，我国天然气消费量的34%用于化工，主要用于大规模生产合成氨和甲醇，也可生产乙炔、氢氰酸、液态烃、甲烷氯化物、二硫化碳、炭熏等多种化工产品。
目前世界上约有84%的合成氨90.8%的甲醇、39%的乙烯（含丙烯）及其衍生产品是用天然气和天然气凝析液为原料的。
二、我省油气产业发展情况
1.我省油气产业基本情况
陕北地处我国陆上第三大油气田（区）-鄂尔多斯盆地伊陕斜坡的构造位置上，石油、天然气等资源储存相对集中、储量巨大、原油加工性能较好。
2012年，我省探明原油储量41.2亿吨，产量3547万吨；探明天然气储量1.8万亿立方米，天然气产量309.5亿立方米，油气生产继续保持快速增长态势，油气当量稳居全国第一。
去年全年完成勘探开发投资699亿元，新增石油探明储量4亿吨，新增天然气探明储量1.17万亿立方米，陕北发现储量巨大的页岩气，镇巴估算油气储量达3314亿立方米，关中地区油气勘探工作也已取得较大进展。
这些都将成为我省油气资源开发的新亮点。
我省油气资源总体分布情况图:
（见图三）
2012年全省能源化工工业实现增加值4059亿元，其中，石油和天然气开采业增加值1136亿元，石油加工炼焦及核燃料加工业增加值674亿元。
“气化陕西”工程全面实施，全省11个市区、107个县和167个乡镇通气。
三个千万吨级炼化基地建设加快，已完成改造的延长榆林炼油厂一次加工能力达到了千万吨规模，重大能源化工转化项目建设步伐加快，形成了建成投产一批、开工建设一批的良好局面。
化工产品产量保持增势，甲醇产量287万吨，同比增长62%，聚氯乙烯产量75万吨，增长56%，产业总体发展形势良好。
2，我省油气企业发展情况
在我省范围内进行油气勘探开发的企业主要为中石油长庆油田公司、中石化华北公司、延长石油集团。
延长石油集团是我省唯一拥有石油和天然气勘探开发资质的省属企业，近年来不断加强油气资源拓展，去年全年实现油气当量1284万吨，其中原油1264万吨，天然气2.5亿立方米，销售收入1618亿元，利税费610亿元；完成勘探开发投资163亿元，完成勘探开发井7594口。
延长石油在页岩气勘探开发领域取得了重大突破，矿权区面积内页岩气总资源量达6.96万亿立方米，下寺湾油气区柳评177井压裂试气并成功点火，成为我国第一口陆相页岩气生产气井，“十二五”期间将建成产能5亿立方米以上，发展潜力巨大。
2012年国家发改委批准在我省设立了首个国家级陆相页岩气示范区，同时，省页岩气勘探开发工程技术研究中心成立。
总体来看，我省页岩气勘探开发处在了全国前列。
中石油长庆油田2012年实现油气当量4574万吨，已发展成为全国第一大油气田。
去年全年在陕业务油气当量2506万吨，其中原油产量1580万吨，天然气产量115.8亿立方米，在陕实现销售收入870亿元，完成勘探开发投资297亿元。
中石化华北分公司中石化镇巴区块累计完成322平方公里三维地震勘探和数据采集，预计今年底完成开钻前的准备工作，明年二季度确定井位正式下钻。
同时，加快关中油气勘探开发，在彬县布探井、开发井55口。
2012年天然气产量21亿立方米。
此外，中石油和延长共同出资组建延安石油公司，合作开发陕北油气资源，解决了困扰双方长期资源划分的矛盾，为陕北油气可持续发展创造了条件。
中石化和延长的合作方案也正在积极推进，将进一步规范陕北油气勘探开发秩序。
3.未来发展趋势
随着我国油气对外依存度的进一步扩大，我省油气产业发展仍将处于加快发展的有利时期。
围绕提高资源储备，油气资源勘探力度继续加大，同时积极做好以提高采收率为主的油田优化调整和开发力度，实现油田稳产增产，实现我省油气当量跨越6500万吨新台阶，继续保持全国第一油气大省的位置。
三个千万吨炼厂将陆续实质性启动，“气化陕西”二期工程全面开工将为“三个陕西”建设提供有力保障，油气化工产业对全省经济发展的贡献进一步增强。
三、加快我省油气产业发展的思考
我省油气产业目前存在的主要问题是:
后备资源不足，导致无法维持千万吨产量继续开采，“上游”发展受限；在“下游”炼化和化工等油气利用上，由于我省现有的炼厂属于油品型企业，必须加快向化工型企业转变步伐，以实现较大利税。
总体思路是:
“原油不足天然气补，上游不足下游补，常规不足非常规补”。
一是探索资源型省份可持续发展道路。
按照“陕北稳油增气，关中陕南加快勘探开发”的思路，以科技进步为抓手，提高油气采收率，实现产能产量稳定提高，以技术创新为突破，加大勘探力度，增加后备资源。
在现有的煤油气资源综合利用模式的基础上，充分依托产学研机构，加强与国际先进技术研发机构的交流与合作，研究探索资源型省份低碳、高效的可持续发展之路。
二是加快结构调整和产业升级步伐。
充分发挥油、气、煤、盐综合优势；加快结构调整和产业升级，强化资源优化整合，提高内部资源综合利用率，实现效益最大化。
加快炼厂结构调整步伐，按照三个千万吨基地建设思路，实现炼化一体化的发展模式，延长产品产业链，加强对下游低碳烃类的深加工，充分考虑下游高附加值产品原料的多样化和产品高端化，提高资源利用率。
三是加大非常规天然气的开采。
在现有较好的发展基础上，充分发挥科研优势，尽快突破关键工艺技术，优化我省天然气供应结构。
同时，积极寻求国家对页岩气开发的特殊产业政策，力争取得页岩气定价权，大力发展精细化工。
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