记者/李鹏 编辑/刘昭 摄影/李鹏（除署名外 ）校对/李云凤

给地上打个深洞，插上一根管子，石油就喷出来了。这是很多人对石油开采的第一印象。在中东各主要产油国，因为良好的储油条件，倒是依旧可以看到这样的景象。在国内，随着石油资源的不断开采，这样的场景已经很少见到了。

陕西省榆林市因为石油和天然气自然资源丰富，被誉为“中国的科威特”。7月4日-6日，在由中共陕西省委网信办与中国互联网新闻中心主办，中国网丝路中国频道承办的“‘陕’耀新时代 领航新丝路——让世界倾听陕西声音”活动中，北京科技报记者走进榆林，来到延长油田对采油、炼油、化工等多个项目实地采访，发现了很多与“黑金”有关的秘密。你知道这里的石油都是怎么打出来的吗?

▲延长油田靖边采油厂采油四大队43658井场的抽油机正在采油

“磨刀石”“青石板”中挤出石油

榆林是陕西省最北的市，地处黄土高原与毛乌素沙漠的交界处，坐落在地质上的鄂尔多斯盆地中，拥有世界七大煤田之一的陕北侏罗纪煤田，以及中国陆上探明的最大整装气田——陕甘宁气田等，这里平均每平方公里的地下蕴藏着622万吨煤、1.4万吨石油、1亿立方米天然气、1.4亿吨岩盐。

有人做过估算：榆林每平方公里的土地下拥有10亿元的地下财富，矿产资源潜在价值超过46万亿元，可以用遍地是 “黑金”来形容。2017年，国土资源部公布了近五年的油气资源勘查开采成果，其中累计探明的10个亿吨级油田中有5个都来自榆林。

榆林虽然石油资源丰富，但是储油的地质条件并不好。“国际上把渗透率小于50毫达西的油田划为低渗透油田，而延长石油近90%的油气田渗透率小于1毫达西。”延长石油科技部部长王军峰告诉记者，延长石油所开发的鄂尔多斯盆地油气资源为典型的特低渗、超低渗油田，而且多数是已经开发了100多年的致密油层，被采油的行业人士喻为“磨刀石”和“青石板”，开采难度堪称世界之最。

▲石油就藏在这种有着“磨刀石”和“青石板”之称的石头里面。拿在手里用鼻子嗅一下， 能够感受到浓厚的石油味儿

就是在这样的地质条件下，我国石油行业的技术人员还是大批量地把石油采了上来。7月5日上午，在延长油田靖边采油厂采油四大队43658井场，8台大红色的抽油机一字排开，正在源源不断地从地下1000多米到2000多米的深处采石油。

这些石油就是从“磨刀石”中挤出来的。在现场，记者被一些从2000米以下的地层中采集上来的圆柱形石块所吸引。“原油就藏在这些石头里。”延长油田靖边采油厂油田公司总地质师郑忠文告诉记者。很多人想象着地下有类似于油湖或者油河之类的东西，抽原油就像抽水一样方便，看到这样的场景，完全颠覆了来访考察人员的传统认知。

原油又是如何从地下的“磨刀石”中挤出来的呢?郑忠文说，当油井打到深处以后，在渗透压的作用下，岩层中的石油就会往油井中渗透，但是在包括43658井场在内的鄂尔多斯盆地地区，其采油地质绝大多数属于低渗透压地质类型，因此采油一段时间后产油量就会急剧下降。为了保证甚至是提升出油量，就要通过打水平井、注水增压以及其它多种技术手段把石油从岩层中挤出来。

郑忠文表示，“磨刀石”上找石油也是我国石油开采在科学理论上的重大进步。按照以前的理论，包括鄂尔多斯盆地在内，我国的一些油田一直被视为“鸡肋”，并没有大的开采价值，榆林地区很多地方以前找油时都走过一遍却没有发现具有开采价值的油田就是这样的原因。

这些年来，延长油田突破原有认识禁区，强化对地质地层的再认识，不断加大核心技术攻关，让“磨刀石”上找石油显现出了巨大的开发价值。事实上，也正是这种再认知，让鄂尔多斯盆地近些年走进了我国重要产油区的行列。据了解，在2007年，延长石油原油开采就已经突破1000万吨大关，成功跨入国家千万吨级大油田行列。

将CO2注入油层高效驱油

自工业革命以来，人类向大气中排入的CO2等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，其引发的一系列问题已引起了世界各国的关注。

自然界倒是不缺乏CO2的自动吸收机制。比如植物就能够从空气中吸收CO2，经光合作用转化为有机物和氧气，但是该过程缓慢，无法缓解越来越严重的温室效应，所以通过化学方式回收利用CO2就成了一种重要思路。这些年，研究石油开采的科学家们找到了巧妙利用CO2的方式。

将捕集的CO2低温液化，将其注入石油钻井中，就能够更加高效地实施采油。这是7月5日下午记者在延长油田靖边采油厂的一个CO2捕集和利用项目示范点看到的场景。

▲延长油田在榆林靖边的一座CO2 驱油技术示范基地（摄影/吴凯哲）

工程技术人员告诉记者，储存的CO2达到零下20度，经过泵体和注入管道时，在入地以前依旧还能够保持零下10度左右的温度，在这个过程中，泵体和注入管道的表面温度也会保持在零下几度、甚至是更低的温度状态，它们的表面与空中的热空气产生冷凝现象，就会结上厚厚的冰层。

▲零下温度的管道 接触热空气产生冷凝现象，就会结上厚厚的冰

CO2注入到地下以后，温度就会逐步上升，当其达到超临界状态时，渗入储藏石油的岩层中，就能够产生很好的驱油作用。

这就是CO2捕集、驱油与埋存技术(CCUS)—将CO2从工业或能源生产相关气源中分离出来，输送到适宜油田，用于增采石油，同时封存CO2的技术集合。它是将捕集到的CO2通过管道输送增压后注入油层，利用CO2比水更能高效驱油的特性，使CO2与地下原油充分接触混相(指互相溶解、界面消失)，达到膨胀提高驱动能量、降低黏度、提高原油流动性的目的，将油藏中的原油尽可能多地驱赶到地面上来。在有效提高原油采收率的同时，将注入的大部分CO2永久性地封存在地下一两千米、甚至更深的地层中，从而长期与大气隔绝，伴随原油产出的少部分CO2也能够循环注入油层，直至油藏废弃后全部埋存。这种一箭双雕的方式，也为减少CO2的排放提供了一个理想的解决方案。

▲ CO2 捕集、驱油与埋存技术的工艺流程图（资料图）

当前，延长石油采用这种技术，不仅减少了CO2排放，还实现了原油开采到加工、利用及CO2回注的全封闭系统，从而形成了陕北能源化工与油气田开发相结合的大循环产业链。另外通过这种方式，还可节约大量水资源，避免地下水污染。

记者了解到，目前延长石油在靖边、吴起的两个试验基地累计埋存的CO2已经达到11.73万吨，累计增产原油1万吨以上。

“煤变油”技术成熟并非骗局

前些年，哈尔滨人王洪成“水变油”技术沸沸扬扬，最后被证实为精心设计的骗局。故而现在说到“煤变油”时，很多人充满了狐疑，这是不是另一场骗局?

7月5日下午，记者在延长石油榆林炼油厂现场了解到， 煤变油在这里已经变成了现实。从规模庞大的化工厂的一端进去的是原煤，另一端出来的就是石脑油、柴油、蜡油等油料产品。

延长石油碳氢研究中心副主任霍鹏举表示，煤制油技术主要包括煤直接液化和煤间接液化两种技术路线。

煤直接液化就是让煤浆在高温、高压、催化剂作用下首先打断煤的大分子结构，然后将外供氢加到碳原子上而生成液体油，再通过加氢提质，使煤中杂原子变为各类化合物，生成需要的液态产品。直接液化的优点是热效率较高、液体产品反应收率高，主要缺点是煤浆加氢工艺过程的总体操作条件要复杂苛刻一些。

煤间接液化是将煤先气化生产合成气(氢气、一氧化碳)，合成气经净化，调整氢气、一氧化碳比例后，再经过催化合成液体燃料和化学品。其优点是煤种适应性较宽泛、操作条件相对温和(压力较低)、煤灰等三废问题主要在气化过程中解决，缺点是总效率比不上直接液化。

▲随着科技的发展，现在煤变油的化学反应过程完全可以通过电脑实施控制和监控

记者了解到，煤变油的两种技术路线也并不是现在才发明的技术，已经有上百年的历史。美国、日本、德国等国都纷纷投入巨资研究，并建设了试验工厂，相继开发出多种工艺。

近些年，包括中国神华、延长石油在内的一些国内能源巨头也加入到了煤变油的行列。2016年12月，中国神华宁煤集团年产400万吨的煤制油工厂建成并试车成功，通过煤炭间接液化的方式生产出了高品质的柴油、石脑油、蜡油等产品，一举使我国进入少数掌握煤制油工业化技术的国家行列，并使我国煤制油技术达到了国际领先水平。

煤是由远古植物的残骸浸入水中，并在生物化学作用下，经过泥炭化阶段，然后被地层覆盖且在地压和温度条件下，经过物理与化学作用而形成的有机生物岩。而石油是古代生物遗骸经由很复杂的生物和化学作用转化而成的。

延长炼化总工程师张浩文告诉记者，煤与石油都是由碳、氢、氧为主的元素组成的天然有机矿物燃料，这是煤能制成油最根本的基础。但它们在外观和化学组成上都有明显差别，其中最明显的差别就是氢、氧含量的不同。煤中氢含量低、氧含量高，氢/碳比低、氧/碳比高。

研究表明，煤的化学成分中氢含量为5%，碳含量较高，而成品油中氢含量为12%-15%，碳含量较低，且油品为不含氧的液体燃料。这主要是由于煤与石油的分子结构不同。因此，要将煤转化为液体产物，首先要将煤的大分子裂解为较小的分子。而要提高氢/碳比，就必须增加氢原子或减少碳原子。总之，煤液化的实质是在适当温度、氢压、溶剂和催化剂条件下，提高其氢/碳比，使固体的煤转化为液体的油。

霍鹏举表示，中国化石能源资源的特点是富煤、少油。但大规模的煤炭开发利用，会造成严峻的生产安全、环境保护、大气污染物与温室气体排放等问题。在另一方面，我国目前有将近三分之二的石油依赖进口。为了保证能源安全，充分利用我国丰富的煤炭资源，适当发展煤制油产业是我们的国情需要。

近些年来，随着科学技术的发展，可以将煤、电、油一体化的粉煤热解-气化一体化技术(CCSI)已经成为现实，也就是在煤变油的过程中，也能够将其中的一些热能转化为电能。这让这种能源转化模式可以获得更为丰厚的能源转化。

未来，随着技术的继续成熟以及综合成本的下降，该项技术将让我国的煤变油等煤化工的规模化发展变得越来越现实。■