国内外油页岩开发利用前景及对策

国内外油页岩开发利用前景及对策 导读： 油页岩是一种蕴藏量十分丰富但几乎还未被很好利用的矿产资源。

油页岩不但可提炼出燃料油类，而且还可炼制出合成煤气及化工原料，附产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。

全世界油页岩蕴藏的页岩油资源量大体有3662亿吨，比传统石油资源量至少多50%。

我国油页岩探明+预测储量4832亿吨，所含页岩油资源量290亿吨，居世界第4位。

油页岩开发利用前景十分光明。

建议：开展我国新一轮油页岩资源调查和评价；加强东北危机矿山及其外围油页岩资源勘查，为东北危机矿山资源接替和转型服务；加强西藏地区油页岩资源勘查和开发。

一、油页岩特征 油页岩（oil shale）是一种富含有机质、具有微细层理、可以燃烧的细粒沉积岩。

油页岩中有机质的绝大部分是不溶于普通有机溶剂的成油物质，俗称“油母”。

因此，油页岩又称“油母页岩”。

油页岩是一种能源矿产，属于低热值固态化石燃料。

一般地，国际上常以每吨油页岩能产出0.25桶（即0.034吨）以上页岩油的油页岩称为“油页岩矿”，或者将产油率高于4%者的油页岩称为矿。

过去，我国将含油率在5%以上的油页岩定为富矿，并计算储量；含油率在5%以下的油页岩定为贫矿，不计算储量；也有将油页岩产油率低于6%者定为贫矿，高于10%者定为富矿。

（一）油页岩地质特征 油页岩外观呈浅灰至深褐色，多呈褐色；具微细层理；相对密度为1.4～2.7吨/立方米。

油页岩主要成分是有机质、矿物质和水分。

油页岩中油母含量约10%～50%。

油母是由复杂的高分子有机化合物组成，富含脂肪烃结构，而较少芳烃结构。

有机化合物主要由碳、氢及少量的氧、氮、硫元素组成；其氢碳原子比（H:C）为1.25～1.75，要高于煤炭的有机物质H:C比。

油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。

油页岩中矿物质有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等，但主要是粘土矿物。

油页岩中矿物质常与有机质均匀细密地混合，而且矿物质含量通常高于有机质。

当油页岩含有大量粘土矿物时，往往形成明显的片理。

水分含量与矿物质颗粒间的微孔结构有关，油页岩中含有4%～25%不等的水分。

用于商业开采的油页岩其有机质:矿物质之比约为0.75:5～1.5:5，低于煤炭中的有机质:矿物质比值。

煤炭中该比值常大于4.75:5。

（二）油页岩成因类型 根据沉积环境，油页岩可以分成陆相、湖相和海相等三种基本成因类型。

陆相油页岩中的有机质是由富含脂质的有机物组成，主要有树脂、袍子、蜡质表皮和那些常见于成煤湿地或沼泽的陆源植物根径的软组织，它们埋藏后经过煤化作用，形成油页岩中的有机质；因此，这种油页岩也是一种含有较高矿物质的腐泥煤。

湖相油页岩中的有机质母质主要是指生活于淡水、咸水和盐湖的低等浮游生物藻类；藻类埋藏后经腐化和煤化作用后形成油页岩中的有机质。

海相油页岩中的有机质母质主要是海藻、未知单细胞微生物和海生鞭毛虫。

油页岩的沉积环境范围很广，因此油页岩具有多种有机质和矿物质。

二、油页岩用途 油页岩不但可提炼出各种燃料油类，而且还可炼制出各种合成燃料气体及化工原料，副产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。

归纳起来，油页岩有三种主要用途： （一）干馏制取页岩油及相关产品 若将油页岩打碎并加热至500℃左右，就可以得到页岩油。

我国常称页岩油为人造石油。

一般来说，1吨油页岩可提炼出38至378公升（相当于0.3至3.2桶）页岩油。

页岩油加氢裂解精制后，可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品。

（二）作为燃料用来发电、取暖和运输 首先是用来发电。

利用油页岩发电的形式有两种。

一是直接把油页岩用作锅炉燃料，产生蒸汽发电；另一种是把油页岩低温干馏，产生气体燃料，然后输送到内燃机燃烧发电。

目前普遍采用前一种形式。

其次，可以利用油页岩燃烧供暖。

在2001/2002年度，爱沙尼亚利用油页岩发电和向居民、工业供暖所创造的效益分别占国家税收的76%和14%，对其国民经济具有重要意义。

再次，可以利用油页岩燃烧带动发动机，用于长途运输。

（三）生产建筑材料、水泥和化肥 作为附加品，油页岩干馏和燃烧后的页岩灰主要用于生产水泥、砖等建筑材料。

在德国，每年有30万吨油页岩用于水泥的生产。

在我国，油页岩干馏和燃烧后的半焦灰渣用来制造砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品。

此外，油页岩还可以直接用于有机肥料的生产。

如我国陕西铜川市汇源实业开发总公司就拟投资1000万元，利用印台地区现有的油页岩资源，在原有50000吨磷肥生产线的基础上进行技术改造，建设年产50000吨油页岩有机复合肥的生产线。

不同国家对油页岩的用途不同。

在爱沙尼亚，油页岩主要用来发电和提炼页岩油；在巴西，油页岩主要用作运输燃料；在德国，油页岩主要用于制造水泥和建筑材料；在中国和澳大利亚，油页岩主要用于提炼页岩油和用作燃料；在俄罗斯和以色列，油页岩主要用于发电。

三、全球油页岩分布及开发利用现状 （一）全球油页岩分布 不完全统计表明，全球油页岩蕴藏资源量是巨大的，估计有10万亿吨，比煤资源量7万亿吨还多40%。

表1统计了世界各国主要油页岩矿床所蕴藏的页岩油资源量。

从中可以看出，全球油页岩产于寒武系至第三系，主要分布于美国、扎伊尔、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大等9个国家。

目前只有美国、澳洲、瑞典、爱沙尼亚、约旦、法国、德国、巴西和俄罗斯等国的部分油页岩矿床做了详细勘探和评价工作。

其它很多矿床的资源潜力有待进一步探明。

如果考虑到有些国家的数据没有收集全，有些矿床的资源量没有做充分的调查和评价，那么全世界油页岩蕴藏的页岩油资源总量大体有2.6万亿桶或3662亿吨。

也有估计为4110亿吨或4225亿吨。

无论如何，全球油页岩含油量约比传统石油资源量2710亿吨（IEA，2002年《世界能源展望》）多50%以上。

表1 世界油页岩中的页岩油资源（Matthews, 1983） 需要指出的是，全球油页岩可采资源量中页岩油总量可能要比估计小的多。

有人估计只有282亿吨。

这是因为，实际可以获得的资源量要受一些因素影响。

例如，一些矿床埋藏太深以至于不能经济开采；地面上的土地利用也在很大程度上限制了有些油页岩矿床的开发，尤其是那些工业化程度高的城市。

（二）全球油页岩开发利用现状 油页岩的开发利用可以追溯到17世纪。

到19世纪时，油页岩的年产规模达百万吨，已经可以从油页岩中生产了一些诸如煤油、灯油、石蜡、燃料油、润滑油、油脂、石脑油、照明气和化学肥料、硫酸氨等产品。

到20世纪早期，由于汽车、卡车的出现，油页岩作为运输燃料被大量的开采。

直到1966年，由于原油的大量开采利用，油页岩作为主要矿物能源才退出历史舞台。

但是，现在油页岩的利用更加广泛，爱沙尼亚、巴西、中国、以色列、澳大利亚、德国等国对油页岩的利用已经扩展到发电、取暖、提炼页岩油、制造水泥、生产化学药品、合成建筑材料以及研制土壤增肥剂等各个方面。

油页岩产量高的国家主要有爱沙尼亚、俄罗斯、巴西、中国和德国。

有数据表明，世界油页岩的产量经历了两个高峰期（图1）。

第二个高峰期是在1980年，产量达到4540万吨的历史高峰。

此后产量基本上一路下滑，到2000年，产量只有1600万吨。

目前，全球油页岩主要用于发电和供暖。

据统计，2000年全球开采的油页岩中有69%用于发电和供暖，25%用于提炼高收益的页岩油及相关产品，6%用于生产水泥以及其他用途。

爱沙尼亚是世界油页岩开发利用程度最高的国家。

2002年，爱沙尼亚油页岩的产量达1230万吨，约占世界产量的75%。

2000年，全球页岩油年产量约50万吨，爱沙尼亚就生产了23.8万，约占世界产量的47%。

爱沙尼亚有4个装机容量为2967MW的油页岩发电厂，它们也是世界上装机容量最大的油页岩发电厂。

利用油页岩生产页岩油的国家还有巴西、中国和澳大利亚。

巴西1999年生产了19.5万吨页岩油；中国2001年生产了8万吨页岩油；澳大利亚2001年生产了2.8万吨页岩油，2002年上升到6万吨。

利用油页岩发电的国家还有中国、以色列和德国。

中国的油页岩发电厂装机总容量为24MW；以色列的油页岩发电厂规模为12.5MW；德国的油页岩发电厂规模为9.9MW。

随着开发利用技术的进步和环保意识的增强，全球趋向于充分利用油页岩资源。

目前，油页岩的利用已经更趋复合、多元化。

例如，在德国一个名叫DRZ的工厂中，油页岩既用来发电，作为工厂的动力，又用作炼渣砖的燃料和原材料，生产水泥、土壤或岩石的稳固剂、填充剂和密封材料。

多余的电能还可以卖给公众电网。

四、我国油页岩分布及开发利用现状 （一）我国油页岩分布 我国油页岩资源较丰富，石炭系—第三纪都有产出，但主要产于第三系。

我国油页岩资源未进行全面调查，还没有能反映资源全貌、较为准确的数据。

各种数据差别悬殊。

从表2的数据看，地质部1980年公布的截至1979年底含油率大于5%的表内油页岩储量311.7亿吨是可信的，抚顺石油研究所的预测油页岩储量4520亿吨的依据较充分，两项合计为4831.7亿吨，居世界第4位。

我国油页岩矿的含油率一般大于5%，多在6%左右。

若按含油率6%折算，我国页岩油的远景地质储量达289.9亿吨。

已探明的储量折算成页岩油，至少有18.7亿吨。

若按抚顺石油一厂、二厂的经验数据，每33～35吨油页岩生产1吨页岩油折算，探明的油页岩储量311.7亿吨，可生产9.17亿吨油；预测储量4520亿吨可生产132.9亿吨油，两项合计为142亿吨。

我国油页岩的分布比较广泛，但分布不均匀，主要分布于内蒙古、山东、山西、吉林、黑龙江、陕西、辽宁、广东、新疆等9省。

由于勘探程度较低，目前仅在14个省（区）计算了探明储量，其中吉林、辽宁和广东的储量较多，合计约占全国探明储量的90%以上。

有21个省（区）做了储量预测，内蒙古、山东、山西、吉林和黑龙江等省的预测储量大（表3）。

1．吉林省 吉林省油页岩资源量丰富，相当于100亿吨石油，分布于二叠系—第三系。

其中第三系、白垩系油页岩远景资源量就达209.05亿吨。

吉林省油页岩总地质储量有499亿吨。

已列入储量表的有7处矿床，总保有储量174.5亿吨，占全国油页岩储量的55%，居第一位。

油页岩产地比较集中，主要分布在农安、桦甸、罗子沟三个地区。

农安油页岩资源十分丰富。

从农安至登娄库7000余平方公里范围的普查获知， 5个矿床的保有储量就有168.9亿吨，占全省储量的97%，占全国探明储量的一半以上，具有较大的资源优势。

桦甸市油页岩储量保有储量30.6亿吨。

汪清县罗子沟油页岩储量范围为60平方公里，远景储量4.5亿吨；已经探明储量面积为19平方公里，储量1.5亿吨，平均含油品位大于或等于8%。