中国油页岩

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中国油页岩资源丰富, 以陆相沉积为主, 主要赋存于中新生界, 颜色通常为黑色) 深灰色和灰褐

色) 棕褐色, 且富矿油页岩一般比贫矿油页岩的颜色深。油页岩中矿物成分以石英、长石和黏土矿物为主, 黏

土矿物中高岭石含量相对较高。中国陆相油页岩总体质量特征为中等偏好, 含油率大于5% 的页岩油资源占

67164%, 灰分产率一般为531 27% ~ 84135%, 多属高灰分油页岩。发热量各地区差别较大, 最小值为4119M J/ kg,

最大值可达34160M J/kg, 而且同一地区不同层位的油页岩发热量也不相同。就伴生元素而言, 油页岩中富含大

量的稀土元素和微量元素, 使油页岩具有巨大的综合利用潜力。从有机成因角度, 中国陆相油页岩可以分为腐

泥型油页岩、腐殖腐泥型油页岩和腐泥腐殖型油页岩; 从油页岩的沉积环境成因角度, 可以划分为拗陷湖成油

页岩、断陷湖成油页岩和断陷湖泊) 沼泽油页岩; 从油页岩形成的水体性质角度, 可以划分为淡水油页岩和半

咸水油页岩。中国陆相油页岩中湖泊) 沼泽油页岩一般与煤伴生, 多为腐殖腐泥型油页岩和腐泥腐殖型油页岩;

而湖成油页岩一般单独存在或为煤层顶板, 多为腐泥型油页岩和腐殖腐泥型油页岩。油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩,它和煤的主要区别是灰分超过40%,与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。油页岩经低温干馏可以得到页岩油,页

岩油类似原油,可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外,油页岩还经常与煤形成伴生矿藏,一起被开采出来。

目前,世界大部分油页岩分布区地质勘探程度低,很难对全球的油页岩资源量正确预测,只有部分国家对本国油页岩矿床进行了详细的勘探和评价工作。就目前的勘探情况而言,美国是世界上油页岩资源最丰富的国家,查明地质资源量为33400亿吨,折合页岩油为3036亿吨。

2004~2006年,我国对油页岩资源进行了国内首次评价,查明地质资源量为7199亿吨,折合成页岩油为476亿吨。我国在煤炭开采过程中产生的油页岩达到近千万吨,仅抚顺西露天矿油母页岩每年排弃量就达800万吨,排弃占用大量耕地,严重影响了矿区周围的生态环境。

油页岩-分布特点

世界上已发现的非常规油气资源大多位于地缘政治相对稳定的西半

球,即美国、加拿大和拉丁美洲,美国是全球油页岩资源最丰富的国家,储量约占全球储量的70%以上;加拿大是全球沥青砂资源最丰富的国家,储量约占全球储量的90%以上。

全球油页岩资源十分丰富,据不完全统计其蕴藏资源量约有10万亿吨,比煤炭资源量多40%。2000年初统计,世界页岩油储量超过10亿吨的国家有美国、俄罗斯、扎伊尔、巴西、摩洛哥、约旦、澳大利亚、爱沙尼亚和中国等,页岩油总量为3741亿吨,预计全世界页岩油资源总量约为4750亿吨,比传统石油资源量(2710亿吨)多50%以上。

油页岩不仅资源丰富,而且分布相对集中。在美国,大约75%的油页岩集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州。按探明资源量排位,中国继美国、巴西、前苏联之后位居世界第四。中国油页岩探明资源量315亿吨,预测资源量4520亿吨,约85%以上分布在吉林、辽宁和广东省,其中吉林省已探明可采储量为174.5亿吨,约占全国油页岩探明总量的55.3%;广东已探明可采储量超过55.15亿吨,居全国第2位;辽宁省截至2004年累计探明储量为41.3亿吨。

油页岩资源量十分丰富且储量分布集中,具有作为接替能源的巨大潜力和有利条件。

油页岩-发展历程

油页岩里富含石油

从1838年法国页岩油工业开始至今,油页岩的开发和应用有近200年历史。相对油页岩来说,天然石油质优价廉,伴随着第二次世界大战的爆发、能源危机的出现和石油工业的兴起,油页岩工业曾几度兴衰。

油页岩的生产出现过三个高峰期。二战期间石油需求量剧增,油价猛涨,不少国家兴起了油页岩开发热潮。20世纪60年代初油页岩开发的低谷与中国大庆油田投产密切相关,20世纪70年代出现世界能源危机,各国都在为寻求新的能源而努力,油页岩的开发与利用又重新得到了重视。

美国、日本、德国、巴西、前苏联等国家研究了各种油页岩干馏炼制页岩油的方法,部分国家形成工业化生产规模,油页岩利用快速增长,所以1980年出现第3个高峰期,产量达到历史上的最高水平(4540万吨)。自1980年以后,由于石油被大量发现和开发,油价大幅下降,油页岩的产量也一路下滑,到2000年,只有1600万吨。预计随着国际油价的不断上涨,以及剩余油、低渗透油气藏开发难度的增加、天然气水合物开发的瓶颈技术暂时无重大突破等原因,对油页岩

的重视会不断加强。

油页岩-开采技术

油页岩里富含石油

(一)直接开采

直接开采包括露天和井下两种开采方式。露天开采适合于埋藏较浅的矿床开采,成本低,安全系数高,辽宁抚顺和广东茂名就是典型的例子。井下开采有竖井、水平坑道采矿两种方式,适合于埋藏较深的矿床。

直接开采是较原始的开采方式,局限性比较大,对生态环境的破坏也十分严重,主要表现在三个方面:

一是生态及水质破坏严重。无论是露天采矿还是井下采矿,都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下,开采1立方米油页岩,一般需要抽出25立方米的地下水;采矿水极大地增加了地表水、地下水中硫酸盐的含量。在巴西,油页岩采矿长期破坏着矿山及其附近的生态平衡和水位水质的稳定。

二是灰渣污染严重。通过直接开采得到的油页岩用于提炼页岩油或直接燃烧,产生大量灰渣,如果不回收利用则不仅会造成空气污染,且废弃灰渣占地面积大,其中金属元素和微量元素渗入地下水体,危害

人们生产生活。

三是直接开采占地较多,一旦开垦就无法完全修复。

油页岩粉末压球成功

(二)地下转化工艺技术(ICP)

ICP是壳牌公司投入巨资研发出的开采油页岩及其他非常规资源的

专利技术,对开发深部油页岩尤其有利。ICP开采油页岩的基本原理是在地下对油页岩矿层进行加热和裂解,促使其转化为高品质的油或气,再通过相关通道将油、气分别提取出来;将这些高品质的油(气)采集到地面进行加工后,可生产出石脑油、煤油等成品油。

该技术的突出优点是:提高了资源开发利用效率;减少了开采过程中对生态环境的破坏,即少占地、无尾渣废料、无空气污染、少地下水污染及最大限度地减少有害副产品的产生。尽管该项技术现在还未完全商业化,但关键的工艺、设备等技术问题都已解决,并在美国科罗拉多州和加拿大阿尔伯特省进行了商业示范。按照2005年5月每桶原油开发成本计算,传统的干馏技术为20美元/桶,使用ICP技术生产成本为12美元/桶,ICP技术成本低于传统的干馏技术,该技术在油价高于25 美元/桶时可以盈利。

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