中国成立研发机构力破技术环保瓶颈

□ 文/本刊记者 张绍波

中国开发利用油页岩已有80多年的历史。新中国成立初期，油页岩开发利用的程度较高，页岩油产量占全国石油产量的比重曾一度超过50%。由于技术原因，油页岩的开采与利用成本大于当时石油开采利用成本。随着大庆等油田的陆续开发，20世纪60年代至90年代，油页岩的开采利用基本处于停滞状态。90年代至今，油页岩的开采利用进入复苏发展阶段。近年来，全国成立多个页岩油气的研发机构，着力解决页岩油气开发的技术和环保问题。

技术创新效果显著

2010年7月，国家能源页岩油研发中心(以下简称“ 研发中心”) 正式成立。两年来，研发中心在油页岩干馏工艺技术方面不断创新，开展了油页岩分离技术基础理论、高效环保型油页岩干馏工艺与装备和油页岩干馏污水治理等研究，建成了油页岩理化实验室，为行业开展了大量技术咨询和分析化验、小型工业化实验等，推动了行业快速发展。

研发中心积极开展实验平台建设等方面工作。一是建成油页岩理化实验室。购置了具有国际先进水平的化验设备，可检测页岩含油率及灰熔点和热强度、页岩油燃点和凝点、干馏煤气含量等。二是建成综合利用实验室，包括无机材料实验室及建材实验室。可对油页岩尾矿、干馏后废渣等各种矿渣理化性质进行分析检定，并开展利用矿渣提取化工产品、制作建筑材料等技术研究。三是建成环保研究室。可对油页岩综合利用过程中产生的气、液、固、噪等污染物提出治理方案。四是建立土壤肥料实验室。重点进行油页岩各种矿渣改良土壤及制作复合肥实验研究。五是配备多套研发和实验设备，主要包括原料制备系统、FLQ小型实验装置、FLW外热立式干馏炉、页岩废渣提取氧化铝及白炭黑小型实验装置。

研发中心积极围绕页岩油生产过程中的核心技术，开展了页岩油深加工处理技术、页岩油生产精细化工产品技术、油砂抽提制油和干馏炉技术开发等研究，成果喜人。一是在页岩油深加工处理技术研究方面。通过加工流程优化研究，开发了加氢裂化生产国Ⅲ、国Ⅳ柴油技术等具有国际水平的页岩油加氢成套技术。并在催化剂优选、催化剂反应环境、原料杂质对催化剂稳定性影响及工艺条件优化等方面进行了研究。二是在页岩油生产精细化工产品技术研究方面。采用强化裂化与络合精制相结合工艺对页岩油进行分离与加工，在生产合格船用燃料油和轻柴油的同时，可获得高附加值化工产品。三是在油砂抽提制油研究方面。油砂油作为一种替代资源引起了世界各国的重视，对提取油砂油工艺方案的研究具有重大意义。研发中心通过油砂样品理化指标化验、粒度组成实验、管式炉干馏模拟实验、油砂压锭实验、油砂热碱水洗实验及溶剂抽提实验，分析了影响油砂制油工艺的因素，确定了工艺路线，并建成了萃取与水洗联合工艺小型试验装置。通过小型试验，油砂油洗脱率达到80%以上，惰性组分中抽提剂残留率仅为1%，为开发大型工业装置提供了技术储备。四是在干馏炉技术开发方面。独立研发的具有自主知识产权的FlQ方炉干馏工艺技术具有处理量大、产油率高、运行周期长、故障率低和高效环保的特点。此外，研发中心还在现有设备改造升级、废渣废水废气噪声综合治理以及节能提效等方面开展了卓有成效的工作。

研发中心注重人才队伍建设、交流合作和标准制修订等方面的工作，成效显著。为了适应科技迅猛发展的形势，研发中心鼓励员工不断学习和提高，通过选送优秀科技人才到高等院校攻读在职博士、硕士，不断提升中心科技研发水平。 在交流合作方面，研发中心采用“请进来”和“走出去”相结合的原则积极开展交流合作。先后邀请美国、加拿大、澳大利亚等国外知名专家来抚顺进行经验交流。聘请中国石油抚顺研究院专家进行技术培训。与高校、科研院所进行技术合作和联合设计。研发中心还经常参加国内外相关产业的展览会，及时了解国内外先进科学技术。在标准制修订方面，研发中心先后参与了“煤矸石分类”、“煤矸石利用导则”等国家标准的制修订工作；完成了行业标准“油页岩基本术语及其定义”、“油页岩常规分析方法”起草工作。

两年来，研发中心以建立国内最高水平的油页岩研发平台为目标，积极开发高效环保的干馏技术与装备、解决产业的环境保护问题，为产业的健康发展提供技术支撑。

理论体系初步形成

近年来，中国石化石油工程技术研究院(下称工程院)围绕页岩油气勘探开发中的技术“瓶颈”，积极开展一系列有针对性的研发、创新工作。经过努力，工程院初步形成了中国石化页岩油气压裂理论方法和技术体系，编制出3套中国石化企业一级非常规油气井施工规范标准，该院自主设计的中国石化第一口中深层页岩气井的滑溜水压裂也获成功。这些成果，对于加快中国石化页岩油气的勘探开发具有重要意义。

从2010年开始，工程院密切关注国内外页岩油气开发技术的进展和发展趋势，在借鉴北美页岩油气成功开发经验的基础上，注重开展国内外页岩油气储层的“差异性”研究。

根据我国页岩油气地下储层构造运动多、断层较发育、沉积类型多等复杂情况，工程院首次提出了有效改造体积的概念，即页岩油气网络压裂除关注裂缝复杂程度和改造体积，还应注重裂缝的有效导流能力及相互连通性。基于这种理念，该院技术团队从页岩概念、页岩品质、完井品质和压裂品质等方面进行综合考虑，提出了页岩油气压前评价方法和评价指标，形成了“微注测试”和“诱导压裂”技术。

对不同脆性特征的储层，该院形成了脆性页岩高排量、高液量、高砂量、低黏度、低砂比的“三高两低”段塞式加砂滑溜水大型压裂优化设计技术，形成了塑性页岩的高黏度、高砂比、低排量的“两高一低”连续式加砂滑溜水复合压裂技术。理论与技术的进步逐步得到非常规勘探开发方面领导和科技人员的认可，并在安深1、建111等一批页岩油气井中应用，效果良好。同时，他们制定出《非常规油气井压裂设计规范》、《非常规水平井分段压裂施工操作规程》、《非常规油气井压裂液配制和返排液回收处理推荐做法》等3套标准。此外，工程院积极参与非常规油气井的设计、施工与压后评估等工作。2010年至今，工程院派出主要骨干全程参与了方深1井、安深1井、黄页1井、建111井、页1井、湘页1井和泌页HF1井等的设计施工和后评估工作，探索出适合我国页岩气勘探开发的技术体系。

目前，我国已经掌握油页岩综合开发与利用的关健技术与集成技术，油页岩炼制、低热值煤发电技术也日趋成熟，技术上的障碍越来越少。针对现有抚顺炉单台装置处理能力小、油收率低、污染环境等缺点，抚矿集团于2006年成立了“辽宁省抚矿集团工程技术研究中心”，将油页岩综合利用作为重点，开发大型油页岩干馏新工艺和相应的生产装置，研发页岩油生产过程的废水、废渣的处理与循环利用技术。中煤集团支持所属的哈尔滨煤化工公司开展油页岩流化干馏炼油的中试(日加工油页岩50吨)，已取得初步成功，日加工油页岩2000吨的工业试验装置的可行性研究报告已初步通过。