目前，委內瑞拉已探明石油儲量 3000 億桶，約佔全球已探明儲量的 17%，居世界首位。然而，近期關於委內瑞拉恢復出口的新聞中，常出現一句評價：“委內瑞拉的石油品質不好”。這品質不好究竟指的是什麼？

很多人説石油品質，其實常把幾個概念混在一起，石油是個統稱概念，既可以指地下採出來的液態烴資源(更嚴謹地説是原油)，也可能泛指後續煉出來的汽油、柴油、煤油、潤滑油、瀝青等石油産品。

原油則更具體，它是從地下開採出來、尚未經過煉化的原始油，是一種成分複雜的混合物。而我們日常用的燃料和化工原料，是原油進入煉廠後，通過蒸餾、裂化、加氫、脫硫等工藝加工分餾出來的。所以下面討論的“品質”，主要説的是原油品質，它決定了這桶油要經過多少加工、花多少成本，才能變成合格的成品油。

原油是一個複雜混合物，它的密度有輕有重、含硫量有高有低，而這些決定了原油品質的好壞，密度越大，硫含量越高，原油品質就越差；密度越小，硫含量越低，原油品質就越好。今天我們就從科學角度解析委內瑞拉石油的特點，以及這些特點帶來的技術、經濟和環境影響。

原油品質指標——密度、硫和雜質

原油通常用 API 度(API 度是美國石油學會(簡稱 API)，制訂的用以表示石油及石油産品密度的一種量度。國際上把 API 度作為決定原油價格的主要標準之一)表示密度。API 度越高意味著油越輕，含有的輕質烴越多，經過簡單蒸餾就能生産出汽柴油和航煤；API 度低的重質油則包含更多大分子烴，需要更複雜昂貴的加工。

API 分為輕質油(>30°)、中質油(22.3–31.1°)、重質油(<22.3°)，其中特重質原油 API 度低於 10°，像瀝青一樣黏稠。

密度只是其中一個指標，硫含量也是評判石油的關鍵，天然硫含量高的油被稱為高硫油即“酸油”，而硫含量較低的油被稱為低硫油即“甜油”。高硫油需耗費大量氫氣和催化劑脫硫才能符合燃料標準。

重質油不僅密度大，往往還含有大量瀝青質、金屬釩、鎳等，還有氮化物。研究指出，重質油粘度高，富含瀝青質和重烴，這些雜質在加工過程中容易毒化催化劑、造成結焦和腐蝕，因此要採取保護性催化劑或精製催化劑並配合深度轉換流程才能轉化成清潔燃料[4]。

委內瑞拉出産的大多數原油屬於重質油或特重質原油。例如一份 2006 年的分析顯示，Merey16 原油 API 度為 16.0°，37.8°C 下粘度高達 461.8cSt，硫含量約 2.80%；另一種 BCF17 原油 API 度 16.9°、硫 2.53%；較輕的 Mesa 原油 API30.0°、硫 1.01%。可見委內瑞拉原油普遍密度大、硫含量高，屬於重質高硫類型。

剛才提到過 API 度越低，密度越高，油從易流動的液體逐漸轉變為瀝青狀固體。以委內瑞拉 TiaJuana 油田為例，一種重原油在 37.8°C 條件下的運動粘度約 88.6cSt，API 僅 12.3°；而同一地區的一種輕原油粘度僅 8.8cSt，API31.9°。這樣的差異使得重質油在儲運、加工和價格上都與輕質油截然不同。

此外，重質油、硫含量高於 1% 的常常屬於高硫油。硫及其他氮、金屬雜質決定了脫硫和加氫設備的規模，高硫油會形成腐蝕性硫化物並引發氫致開裂。因此，品質不好並不只是黏度大，而是密度、硫和雜質共同決定。

委內瑞拉的油如此重的地質成因

委內瑞拉之所以擁有大量重質油，與其獨特的地質歷史有關。委內瑞拉的大部分探明石油儲量都集中在奧裏諾科重油帶，這是地球上最大的特重原油儲區之一。科研資料表明，這些重質油是原先較輕的原油在地下長時間被微生物生物降解的結果，微生物會優先消耗易揮發的輕烴，留下高碳含量的大分子，使原油 API 度下降、黏度升高、含硫量上升。

更重要的是，重質油儲量集中在狹長的奧裏諾科重油帶。美國地質調查局在一份報告中指出，該區域約 50000 平方千米，地下蘊藏著超過 1 萬億桶的重質油資源，其中大約 5130 億桶被認為技術上可採，是全球最大的可採重質油聚集區之一。這一儲層中的原油普遍 API 低於 10°，呈超重油或特重質原油性質，密度接近甚至超過水，被稱為天然瀝青。

高瀝青質和膠質意味著石油分子結構複雜，存在大量多環芳烴和非烴成分。這些分子不但增加黏度，還會在加工過程中導致催化劑中毒、結焦和沉積。因此，委內瑞拉的重質油資源寶庫實際上是一座需要大量技術和資金才能開發的黑金礦。

生産與運輸過程中的

稀釋劑和煉油裝置

在採出端，委內瑞拉的超重質油猶如瀝青，沒有稀釋劑根本流不動。路透社的報道指出，委內瑞拉油田約三分之二産量是重質油，這種油取出時呈黏稠狀，流動性差，必須用石腦油稀釋才能通過管道運輸。

重質油的稀釋劑通常靠進口或從煉廠副産中回收，一旦稀釋劑供應受限，産量就會大幅下降。為了降低黏度，生産商常把特重質原油與輕質油摻混出售，這就是市場上見到的合成原油或稀釋瀝青(Dilbit)。

除了稀釋，委內瑞拉還建設了煉油裝置，通過延遲焦化和加氫裂化等工藝把 API 度 8–10° 的原油升級成 API25–30° 的合成油。這些裝置投資巨大，需要持續供應氫氣和催化劑，一旦停運或缺乏維護，原油只能以高黏度形態出口，運輸成本更高。

不過，無論採用哪種路徑，重質油都依賴稀釋劑供應和煉油裝置運作。近年來，由於制裁和基礎設施老化，稀釋劑進口和煉油裝置維護頻繁受阻，這也是委內瑞拉重質油産量波動的關鍵原因。

煉化挑戰：

只有複雜煉廠才能消化重質油

重質油並非不能用，只是需要匹配的煉油能力。重質油由於黏度大、硫和金屬含量高，需要大量前端投入進行延遲焦化、加氫裂化、深度脫硫等裝置，否則難以生産出符合標準的汽柴油，因此重質油在市場上往往以折扣價出售。

與此同時，重質油的瀝青質和金屬含量會毒化催化劑，使催化劑壽命縮短，需要安裝保護催化劑並頻繁更換。只有那些投資巨大、複雜度高的煉廠才能消化得了大量重質油。

在煉化流程中，重質油最大的難題是所謂“渣油”(桶底油)，經過常壓和減壓蒸餾後剩下的高沸點餾分，其中集中了更多的金屬和雜質。要把渣油轉化成高價值燃料，需要採用雙重策略，首先通過加氫脫硫/脫氮去除硫和氮，並利用保護催化劑，然後通過熱裂解或催化裂解打斷長鏈烴分子。典型的深度轉換裝置包括延遲焦化(Coking)、加氫裂化(Hydrocracking)、流化催化裂化(FCC)。

由於這些深度轉換單元能耗高、氫耗大，處理一桶重質油所需的能源和成本遠高於輕質油，因此即便投入大量資金，重質油成品仍可能難以與輕質低硫油競爭。

經濟與環境影響：成本高、排放高

品質不好還體現在經濟和環境賬上。重質油開採通常採用蒸汽驅或井下加熱，能耗高，後續還要升級和稀釋才能運輸，整個鏈條耗能遠高於輕質油。

美國自然資源保護委員會的一份報告指出，高碳排放強度原油(HCICO)包括油砂、煤制油以及委內瑞拉重油等，這些油品生産過程能耗大、排放高，需要額外的能量進行采收或升級。這意味著，除了技術挑戰外，重質油在全球減排趨勢下也面臨更大壓力。

從經濟角度看，品質偏低的重質油在市場上通常需要對比布倫特原油(是一種産自北海的原油，被用作國際原油定價的基準之一)大幅折價才能吸引買家。路透社報道，委內瑞拉旗艦原油 Merey 在市場的報價曾低於布倫特原油 14–15 美元/桶，差價較上年翻倍，買家之所以要求折價，是因為這種重質油含硫高、黏度大、運輸和保險風險高。當國際市場出現更多受制裁的廉價原油時，委內瑞拉的重質油不得不進一步降價才能銷售。

在環境方面，斯坦福大學的研究指出，學術研究表明，委內瑞拉和加拿大是全球碳排放強度最高的原油生産國之一。這是因為其石油大多來自特重質原油儲層，提取需要高能耗的熱採或蒸汽驅。高能耗和蒸汽強化採油使委內瑞拉油田的生産排放遠高於全球平均水準。

因此，重質油不僅技術門檻高，經濟和環境成本也同樣高昂。未來，如果不能通過綠色氫、碳捕集封存等技術降低排放強度，這些資源可能會在低碳轉型中受到限制。

結語

石油一直是生活裏繞不開的基礎原料。在現代意義的石油工業的一百多年裏，人類當然更喜歡先用那些好採、好煉的輕質原油，因為它省事、成本也低。但隨著這些資源被持續開採，剩下和新增的資源結構也在發生變化，市場上越來越常見的是更重、更黏、雜質更多的原油。同時，從儲量角度看，天然重油、油砂瀝青、油頁巖等重質資源的體量非常大，也越來越常被拿來討論其開發潛力。

也正因為這類資源量大但難伺候，重質油及超重質油的開採和利用的重要性會逐步上升。它們的麻煩主要來自三件事：黏度高、雜質多、加工鏈條更長。如果在熱採與稀釋、升級改質、深度煉化以及減排技術上持續進步，就有機會把這些原本難用的油，變成更穩定的燃料和化工原料來源，對未來一段時期內保障化石能源供給具有重要意義。更現實地説，誰能掌握這類資源的成套技術與産業鏈能力，誰就更可能在未來的能源安全與工業發展競爭中佔據主動。

策劃製作

作者丨楊超 深圳理工大學科普主管 中國科普作家協會會員 分析化學博士

審核丨田志堅 中國科學院大連化學物理研究所研究員 博士生導師 化石能源與應用催化研究部部長

策劃丨徐來

(“科普中國”微信公眾號)