第一节
油气资源清洁化开发与利用的现状

一、油气资源的供求

从我国能源的储量和产量上来看，我国是一个多煤、少油、贫气的国家，油气资源的对外依赖性较高，能源安全问题突出。据国家统计局统计数据，2019年我国原油产量达到19101.4万吨，同此增长0.89%。2020年我国原油产量为1626.8万吨，同比增长0.9%；原油日产52.5万吨，环比减少0.7万吨。然而，我国的原油产量并不能够满足国内的石油需求，还需要大量进口来弥补缺口。2019年，我国原油进口量为50572万吨，增长9.5%；2020年我国原油进口量为54239万吨，同比增长7.3%。作为石油消费大国，我国石油消费量逐年递增，增速较高且基数巨大，石油安全问题突出（见图6-1）。

石油方面的进口依赖消耗了我国大量的外汇储备。从进口金额来看，2019年我国原油进口耗费2413.19亿美元，同比增长0.4%。到2020年，我国原油进口金额为1763.21亿美元，同比下降27.3%（见图6-2）。原油进口金额大幅下降，主要原因在于国际油价在2020年的回调，石油进口量的依存方面仍然十分严重。

我国天然气方面也存在着高度的进口依赖。2020年我国天然气产量达到1925亿立方米，消费量达到3240亿立方米，形成了1315亿立方米的天然气需求缺口，需要通过进口来弥补。截至2020年末，我国的天然气对外依存度已超过40%，从能源安全上形成了巨大的隐患（见图6-3）。目前，我国主要通过两种方式进行天然气的进口：第一种是通过天然气管道进行跨国进口，目前涉及的有中俄东线天然气管道、中亚天然气管道以及中缅油气管道。第二种是进口液化天然气（LNG），这种方式便于克服地形困难进行远洋运输。自2012年以来，随着我国与澳大利亚和非洲等远距离的能源合作，LNG进口量不断攀升，占天然气进口量的比例也不断增加。2020年，我国进口LNG的总量达6670万吨，占天然气进口总量的65.61%。2020年，我国从澳大利亚共进口了2892.65万吨LNG，占年度进口总量的43%（王彧嫣，2019）。因此，与重要能源进口来源国的国际关系，将成为我国能源安全的重要考量因素。

结合以上论述可以看出，我国原油和天然气供求缺口逐年扩大，对外依存度逐年增高，能源的安全保障问题突出。在“双碳”目标的约束下，能源的绿色低碳发展要大幅降低煤炭能源的供给和需求，提高新能源的产能和消费，石油和天然气的稳定供应则对能源安全具有更加突出的重要性。

二、油气的开发与利用

随着油气资源的需求量增加和技术进步，世界范围内的油气资源开发从常规油气资源向非常规油气资源延伸，并且由于非常规油气资源的丰富性而得到越来越多的重视（邹才能等，2013）。

常规油气是指孔隙度介于10%～30%、渗透率多大于1mD 、已有相对成熟技术和比较经济适用的方式进行开发和利用的油气资源（邹才能等，2015），通常包括单体型的构造型油气藏和集群型的岩性地层油气藏。

非常规油气是指相对于常规的具有成熟开发技术的油气资源，需要使用特殊技术才能进行经济性开采的油气资源。我国地域辽阔，广泛地分布着非常规原油资源，储量超出常规油气资源。受益于勘探技术提升和我国能源结构改善等，2015—2019年，我国非常规油气市场的年产当量已经从829.2万吨增长到5737.1万吨，年复合增长率达到62.2%，增幅巨大，增长迅速。根据相态可以将非常规油气资源划分为非常规原油资源和非常规天然气资源。

（一）非常规天然气资源

我国的非常规天然气资源主要由致密气、页岩气与煤层气构成。根据2018年的储量数据，致密气占我国天然气产量的25%，页岩气占比9%，而煤层气仅占3%。因而，非常规天然气开发的技术要求非常高，煤炭伴生资源的协同开发对非常规天然气资源开发的影响有限。

1.致密气

在致密气方面，我国于20世纪60年代就在四川盆地发现了矿藏，但受勘探技术的限制，长期未能进行大规模的开发和利用。近年来，随着我国对大型压裂改造技术的突破与推广，致密气的开发和利用取得了重大的突破性进展。根据2018年的勘探数据，我国致密气可采资源量约为113万亿立方米，具有广阔的开发前景。

2.煤层气

在煤层气方面，作为煤炭开发的伴生资源，我国拥有完整的勘探开发技术，并随着煤炭资源的清洁化开发与利用推进，进入快速发展时期。目前，我国煤层气可采资源约为125万亿立方米，在鄂尔多斯盆地东缘和准噶尔盆地等地区开发先导试验获得了成功的运行，对于在全国推广具有重要意义。

（二）非常规原油资源

我国的非常规原油资源主要为致密油和页岩油。2018年致密油产量占我国石油总产量的12.6%，而页岩油受开发技术限制，产量仅占石油总产量的0.3%，且成本高昂、利润微薄。

1.页岩油

在页岩油方面，我国的页岩油分布广泛，目前探明具有可开发储量的包括松辽盆地白垩系、渤海湾盆地沙河街组、四川盆地侏罗系、准噶尔盆地叠系、鄂尔多斯盆地延长组等地区。近年来，我国对辽河西部凹陷沙三段页岩等页岩油储藏区进行的试验性开采成效显著。根据2018年的储量估算，我国页岩油可开采量约为225亿吨。

油气开采领域，三次采油和复杂区块油气开发等技术和装备达到世界先进水平，随着连续油管钻、高精度三维地震探等技术的较大进步，我国非常规油气资源的开发和利用正在快速发展。

我国的非常规油气资源广泛分布于湖北、云南和贵州造山带以及塔里木盆地和准噶尔盆地等地区。目前，我国已经在页岩气资源评价和技术创新等方面取得突破性进展，实现了单井工业化生产。我国已探明可开采的页岩气资源量约为21.9万立方米。作为清洁能源，页岩气的大规模开发和利用将替代煤炭和石油，优化我国的能源结构，促进能源的低碳化转型，改善生态环境。与此同时，页岩气开发也会对生态环境产生一定的破坏，如页岩气的井场建设会破坏地表的植被，开发和运输过程中产生的甲烷逸散和异常泄漏也会造成一定的环境污染。另外，页岩气增产改造耗水量大，还有可能会引发地表震动，对地区的水资源以及地质环境都可能会产生破坏性影响。页岩气资源的开发和利用，要严格遵守《环境保护法》等法律法规，及时针对新型能源进行环境标准的修订；大范围推广水平井工厂化作业，尽可能减少井场数量，降低井场的占地面积；及时对废弃井场进行植被修复，恢复地区的生态环境；严格回收生产过程中的甲烷气体，对不具备回收利用条件的及时进行污染防治处理；对增产改造过程中使用的压裂液进行回收再利用或无害化处理，使污染物在环境中的排放最小化。

2.致密油

在致密油方面，我国致密油主要分布于鄂尔多斯三叠系盆地、四川盆地以及准噶尔盆地二叠系芦草沟组等区域。根据我国现阶段在致密油领域的勘探数据，致密油的规模储量丰富，我国致密油可采资源量约为15亿吨，具有广阔的发展前景。

我国的非常规原油资源占全球的5%；在非常规天然气方面，我国在全球的占比约14%，位居世界第二，仅次于美国。随着我国经济的快速发展，能源消耗日益增加，仅靠常规油气难以满足经济发展和居民生活对能源的需求，过度依赖煤炭资源又难以满足对生态环境的要求，在新能源尚未大规模地推广和应用之前，开发非常规油气资源是解决能源安全保障问题的有效手段。

2017年以来我国页岩气产量快速增加，致密气和煤层气产量稳定增加，致密油的开发和利用还处于市场培育阶段。2019年，我国在非常规油气勘探开发方面取得了丰硕的成果，其中致密油产量达到330万吨，致密气产量达到500亿立方米，页岩气产量达到180亿立方米，煤层气产量达到60亿立方米。非常规油气资源的产量逐年上升，增储稳产效果显著（见图6-4）。

三、油气资源开发利用的环境污染

油气资源相对于煤炭在利用上环境污染要小很多，但在开采和加工的过程中，对环境容易造成大量的污染，因而其清洁化开发与利用也是非常重要的。

（一）资源开发

从资源开发上看，常规油气开发一般会根据油气藏特点，选择合适的开发方式，按照产能目标进行规划建设。开发中首先依靠油层自身能量进行开采，当天然能量不足时，向油层进行注水、注气或注入其他液体，提升油层压力到开采水平。根据不同油气藏的具体特点，最大限度地提高油气开采率，是非常规油气资源开发中的重难点。非常规油气资源开发与常规油气资源开发不同，开采方式要从常规的直井开发转为水平井体积压裂，单井开采模型也开始向平台式多井“工厂化”转变（邹才能等，2014）。因此，非常规油气资源在开发的过程中，多采用“平台式钻进+同步压裂”或交叉压裂的工厂式作业，可以有效减少土地占用和设备移动，提高生产效率（吴奇等，2014）。因此，油气资源的开发将不可避免地对所在区域的土地或者海域产生污染。

2018年，我国石油和天然气开采行业产生的污水排放中，产生化学需氧量1527吨，氨氮排放量87吨。为处理水污染，建设工业废水治理设施1172套，工业废水治理设施日处理能力达到434万吨，年度工业废水治理设施运行费用709975万元。

（二）废气排放

在废气排放方面，开采环节的工业二氧化硫排放量21546吨，工业氮氧化物排放量16666吨，工业颗粒物排放量4577吨。从工业废气的处理能力来看，2018年石油和天然气开采业完成196套工业废气治理设施建设，处理能力达到5163万立方米/小时，年度运行费用达到15891万元。在工业固体废弃物方面，石油和天然气开采业共产生一般工业固体废弃物273.5万吨，一般工业固体废弃物的综合利用量达到114.2万吨，一般工业固体废弃物的处置量达到111.8万吨。从资源的加工上看，石油化工的产业链相对较长，对水资源和能源的消耗也较多，产生的环境污染也较为严重。天然气加工的产业链相对较短，中间消耗相对较少，对环境的污染也相对较低。2018年我国石油、煤炭及其他燃料加工业的工业二氧化硫排放量达166016吨，工业氮氧化物排放量达394869吨，工业颗粒物排放量达371742吨。在石油加工等过程中，建设4758套工业废气治理设施，处理能力达到703524万立方米/小时，年度运行费用达到1370032万元。加工中产生一般工业固体废弃物9015万吨，一般工业固体废弃物综合利用量为3088.1万吨，处置量达到4028.6万吨。

（三）油气资源利用

从利用上看，石油的燃烧主要产生的是二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮以及二氧化碳等，因而在油气资源利用上的污染主要为二氧化硫等空气污染。而天然气的燃烧主要产生的是二氧化碳和水，比石油更加清洁。因而，相对于煤炭，石油和天然气是相对清洁的能源，但是鉴于温室气体的排放问题，石油和天然气也会产生一定的环境压力。 TQ4GKYTBuJcQIivdtVVJkmaKFthsBAsDv3Y2zOKvJ9Qixx9qqUkjODbllpnBqx2X