关于石油公司发展铀矿业务的思考

刘卫红 刘人和 邱隆伟 王 鹤 高雪峰 董道涛

（1.中国石油勘探开发研究院；2.中国石油大学（华东）；3.成都北方石油勘探开发技术有限公司；4.中国石油青海油田公司）

随着我国经济的高质量快速发展，对环境要求越来越高，对清洁能源的需求也随之不断增大。核电作为清洁、高效、经济能源，在保障全球能源安全和应对气候变化上起到举足轻重的作用。2020年4月15日，在生态环境部召开的例行新闻发布会上，该部核设施安全监管司负责人表示，当前中国核电机组总数全球第二，在建核电机组全球第一。作为核电的主要原料——铀的需求量也将不断增长，而中国是一个贫铀国家，铀矿床数量多、规模小[1]，进口依存度高。铀资源不足是我国发展核电面临的主要困难。

我国北方含油气盆地铀矿资源相对丰富，铀矿类型有砂岩型、碳硅泥岩型、花岗岩型、火山岩型等，其中，砂岩型资源在铀资源占比约为43%，碳硅泥岩型占比约为8%[2]，两者合计超过50%。由于砂岩型和碳硅泥岩型铀矿都发育于沉积盆地中，储藏规模大，是今后相当长时间内铀资源最具潜力的领域。

《全国矿产资源规划（2016—2020年）》明确指出，要“加大铀矿勘查开发体制改革，有序放开铀矿勘查开发市场”。石油行业内国有骨干企业如何适应新时代要求，解决国之所难，积极参与铀矿资源勘查开发，推进铀矿产业科技进步，需要认真思考。

1 世界铀资源现状及相关政策环境分析

1.1 铀资源现状

据国际原子能机构（IAEA）2018年统计资料，截至2017年1月，世界上可靠铀资源量为614.22×104t，其中70%以上集中分布在澳大利亚等6个国家，铀资源量达452.82×104t，分布极不均衡[1]。中国铀资源在世界总资源量中占比为5%，属于贫铀国家（表1）。

全球已发现15种类型铀矿床，沉积型占总铀矿床数量的58%，其中71%为砂岩型。可地浸砂岩型铀矿具有可采边界品位低、成本低、污染小、成效高等优势，是目前铀矿勘探热门。砂岩型铀矿富集成矿具有明显分区，主要位于北半球（北纬30°～50°）中亚—东亚能源成矿域。据统计，该成矿域中砂岩型铀矿资源量占世界总量的53%，产量占世界总量的75%[2-3]。中亚是全球铀矿和砂岩型铀矿最富集的地区之一，也是层间氧化带理论和次造山理论的创建地，相关理论在砂岩型铀矿的成矿作用研究中占据了重要地位[4]。中亚大部分砂岩型铀矿分布在哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦，吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦亦有分布，但矿床规模相对较小，土库曼斯坦资源量很少。除总资源量丰富、分布较集中外，中亚境内砂岩型铀矿（超）大型矿床多、矿床伴生金属丰富[5]。

表1 世界可靠铀资源量（＜USD 130kgU）分布统计表[1]

1.2 中国铀资源分布与政策环境

据全国最新铀矿资源潜力评价成果，我国划分为4个铀成矿域、11个成矿省、49个成矿区带[6]，砂岩型铀矿主要赋存在北方诸多中—新生代沉积盆地中的15个铀成矿区带。我国砂岩型铀矿分布总体具有“南贫北富”特征，约88%的资源量分布在北方[7-8]。目前，我国所发现的铀矿床总体规模偏小，已发现铀矿很多分布于大型含油气盆地中，大型盆地沉积环境为铀的富集与成矿提供了得天独厚的条件。

后福岛时代，中国逐渐成为世界上最大的核电发展国家、重要的铀资源进口国和消费国。国际铀资源三大定价机构分别是美国特易公司、Ux咨询公司和纽约商品交易所，都在美国注册。美国在国际铀资源定价方面具有很高的话语权。中国铀资源定价机制几乎空白，要提升在国际铀资源市场的定价话语权，仍任重道远[9-10]。

近年来国家高度重视铀矿资源，政策、资金逐渐向其倾斜，针对铀矿勘查和开发，政策制定向市场化方向转变，投入力度持续加大，合作机制趋向多元化。2008年3月，国土资源部、国防科工委联合发布《关于加强铀矿地质勘查工作的若干意见》，明确“支持各类地质勘查队伍积极开展铀矿地质勘查工作”“鼓励社会其他地质勘查力量在开展地质勘查工作时，对伴生、共生铀矿进行同步勘查和评价，提高综合勘查效率”“充分发挥中央、地方和企业等方面的积极性，有计划地放开铀矿地质勘查市场，逐步形成铀矿地质勘查工作多元化投入机制”。与此同时，国家每年投资近1亿元项目经费用于公益性铀矿勘查工作，包括2012年国家重点基础研究发展计划（973计划）“全国北方盆地铀矿调查评价”，2015年“中国北方巨型砂岩铀成矿带陆相盆地沉积环境与大规模成矿作用”，2018年“北方砂岩型铀能源矿产基地深部探测技术示范”项目等，均为国家公益性投资项目。

2 国内外产业与科技发展现状及趋势

2.1 产业发展现状

2008年的全球金融危机和2011年的日本福岛核危机，对全球核电产业和铀矿业产生了重大影响，全球铀供需基本面逐渐从供应短缺转向过剩，铀现货市场、铀矿勘查市场、铀相关资本市场持续疲软，铀矿业前景仍不明朗。近两年，受国际铀价影响，世界铀矿年产量呈下降趋势。2018年，世界共有14个国家生产天然铀，总产量为53498t，同比下降约为10%（表2），当年产量可满足世界核电工业约83%的用铀需求[11]。目前，高产铀矿山地域分布较为集中。2018年产量世界前10名矿山主要分布在加拿大、澳大利亚、纳米比亚、哈萨克斯坦、尼日尔，铀年产量合计26946t，占世界总产量的50%，产值共计14.6163亿美元（表3）。

表2 各国天然铀产量[11] （单位：t）

表3 2018年全球高产铀矿山开发情况[12]

世界U3O8价格在2004年以前波动不大，2004—2016年间起伏较大，其中2007年价格达到136美元/lb的历史新高，至2016年降低至20～25美元/lb（图1）。自2017年中期开始，世界铀价格总体呈震荡上升趋势，2020年7月为36美元/lb，未来仍有上升的可能。

基于能源结构调整和落实碳减排任务，中国2015年重启核电项目规划审批，标志着核电建设经过短暂调整后进入快速发展阶段（图2a）。根据核电发展速度和规模的测算，供远小于需（图2b），未来需要相当规模的铀资源储量作保障。

图1 世界铀价格变化趋势[13]

图2 中国核电装机容量及铀产量与需求量走势[14-16]

2.2 铀矿发现与勘查开发技术进展

美国自1951年在圣胡安盆地西南缘发现杰克派尔铀矿床，陆续发现了一系列大型、超大型砂岩型铀矿床，逐渐形成了中西部四大类型砂岩铀矿矿集区，以格兰茨矿带铀—腐殖酸型板状矿床、尤拉凡钒铜铀板状矿床、怀俄明细菌型卷状铀矿床和得克萨斯海岸平原与油气有关的非细菌型卷状铀矿床为代表，发展了4类成因理论[17-19]。苏联自1952年在中亚地区发现乌奇库杜克砂岩型铀矿床后，在近天山地区相继发现一系列大型、超大型铀矿床，形成全球规模最大的砂岩铀矿矿集区，发展了“次造山带”成矿理论[20]。中国近20年在“煤铀兼探、油铀兼探”思路指导下，在伊犁、鄂尔多斯、吐哈、二连、松辽和巴音戈壁等盆地取得系列突破，发现并探明了一批大中型至特大型砂岩型铀矿床[21-26]。

砂岩型铀矿勘查是建立在盆地与局部构造演化、沉积与岩相古地理、岩石地球化学与水文地质等基础上的综合研究。我国借鉴国外砂岩型铀矿地质理论，探索总结了砂岩型铀矿成矿机制和时空分布规律，形成了适宜中国地质条件的陆相含油气盆地砂岩型铀矿勘查技术体系，具体包括沉积盆地构造分析及识别技术、古地理恢复技术、古水文地质重建技术、砂岩型铀矿资源潜力综合评价技术等。找矿技术与方法从传统的基于地质学找矿、地球化学找矿、地球物理学找矿、浅层地震勘探、分量化探、土壤氡测量，发展到目前涵盖现代航空物探、无人机航空伽马能谱测量、航空遥感高（成像）光谱填图、电法与电磁法探测古河道、浅层地震精确划分目的层、高精度磁测确定层间氧化带前锋线位置、超深层钻探、高频电磁法探寻铀储层等技术系列[27-30]。随着铀矿勘探从浅层往深层延伸，勘探目标从单一矿种勘探向多能源矿产协同勘探发展，勘查评价技术也向着捕获各种深部铀矿信息的深穿透方法，以及基于互联网大数据的含矿信息采集提取、数据处理分析等综合勘查评价预测技术体系发展。

1967年布金纳依矿床地浸实验取得成功，使许多经济性较差的低品位砂岩型铀矿床利用成为可能，地浸砂岩型铀矿开发进入新阶段。中国自20世纪80年代开始现场地浸试验，掌握了酸法浸出工艺，但与世界先进水平相比仍存在一定差距。90年代中后期，随着国外地浸技术与人才的引进，我国铀资源勘探与开采重点转移到地浸砂岩型铀矿，相继在北方各大含油气盆地周缘找到多个发现，取得了突破性进展。除了传统的酸法开采、碱法开采、微生物细菌开采、原位浸出开采外，2010年钱家店铀矿“无试剂”地浸采铀获得突破[31]。随着技术不断进步，许多边际经济铀矿、次边际经济铀矿的开采也将成为可能。

3 新时代石油公司发展铀矿的思考

3.1 石油公司发展铀矿业务的优势

沉积型铀矿与油气藏、煤田广泛共生，全球已发现的砂岩型铀矿床中，数量的89%、已探明总铀资源量的93%以上，与已探明的油气田或煤田同盆共存[32]。在中国，仅石油公司矿权区内砂岩型铀矿远景资源量就占全国铀资源量的68%以上。石油公司在盆地研究程度及技术人才储备上均处于优势地位。

（1）矿权优势。中国北方塔里木、准噶尔、鄂尔多斯、松辽、柴达木、二连、吐哈7个盆地面积约180×104km2，加上四川与渤海湾盆地，总面积216×104km2。国内大型石油公司中，仅2006年，中国石油天然气集团有限公司（简称中国石油）和中国石油化工集团有限公司拥有的矿权面积达280×104km2[33]。

（2）资料优势。油气勘探及开发过程中，石油公司积累了大量的钻测井、地震、岩石地球化学、地下水分析测试等资料，可用于砂岩型铀矿勘探。中国石油与中国核工业集团有限公司（简称中核集团）合作开采的特大型钱家店铀矿，就是在油气钻井过程发现的，目前已成为我国第三个地浸采铀基地、第二个生产在役的砂岩型铀矿山。近几年，国家地质调查局、中核集团利用石油公司放射性测井资料开展砂岩型铀矿评价选区，发现了多个潜在铀矿床。

（3）技术与人才优势。砂岩型铀矿与油气的形成过程中均受到盆地构造、沉积及岩相古地理、岩石地球化学、古水文地质等因素控制。石油公司在油气勘探中对盆地不同时期的古水文地质与构造演化，不同层位的沉积与岩相古地理、岩石地球化学均进行了深入研究，这些研究技术与成果对铀资源勘探至关重要。铀资源勘探需要对海量地球物理资料的重新解释，石油公司在油气地球物理勘探的解释技术方面优势显著。

一般而言，油气储层及铀储层埋藏位置不同，构造演化对油气藏或铀矿形成的作用不同。但从成因上讲，无论是油气藏还是铀矿，均属于动态成矿，离不开生/源、储、盖/板、运、圈/障、保。因此，只需调整思路，石油公司的技术人员较容易转型为铀资源勘探（甚至开发）提供技术和装备服务。

3.2 石油公司铀矿发展的建议

世界正在走向“后石油时代”[34]，国际石油公司向多能源、多矿种方向转变，替代能源快速发展。面对国家能源战略对铀矿的需求，我国石油公司在向综合性能源公司发展的过程中应发挥优势，有所作为。为此，笔者提出以下建议。

（1）加强铀矿资源勘查评价工作力度，提高国家铀矿资源保障能力。借助现有的资料、理论及勘探技术等优势，尽快组织油田各公司系统开展矿权区内铀矿资源勘查，在成矿有利区开展铀矿钻孔，评价铀矿资源量，争取建成第二、第三个钱家店铀矿生产基地。

（2）加强科技攻关，形成经济有效的铀矿勘探开发技术。石油公司设立重点科技支撑项目，开展含油气盆地砂岩铀矿富集机制和规律研究；建设相关实验室，形成系列实验技术，研发新型浸出采铀工艺；组建铀矿勘探开发技术团队，形成铀矿勘探开发技术体系；利用在深地领域的研究优势，积极申请国家铀矿基础研究资金。

（3）统一管理，优化联合开发经营模式。石油公司对铀矿领域进行统一管理，组织相关单位开展铀矿科研与生产。积极推进与铀矿企业的合作，借鉴国内外能源公司的经营模式，通过收购或合并方式进驻铀矿勘探开发行列，择机跻身核电企业。根据《关于加强铀矿地质勘查工作的若干意见》中“谁投资、谁受益”的原则，石油公司以前期投入、矿权等多种形式入股，合作开发，利益共享。可以参考中国石油与中核集团的合作模式，双方各占50%股比组建合资公司，如2012年成立的中核通辽铀业有限责任公司，也可以参考神华集团（现为国家能源集团）的模式，以铀为“敲门砖”进军核电”[35]。

（4）积极申报铀矿探矿权。调动石油公司所属油田企业力量，开展铀矿有利勘探区目标优选工作，组织专家进行统一的风险井位勘探部署，对有利的目标区积极申报铀矿探矿权。

铀矿资源在我国能源安全中拥有重要地位。国有大型石油公司在践行油气能源保供的同时，应抓住机遇，利用自身优势，积极发展铀矿业务。发展模式以“油铀兼探”为主线，统一管理，产学研相结合，积极开展砂岩型铀矿勘探开发技术攻关，推动行业合作，实现公司铀矿业务快速发展。