云南油页岩资源现状及潜力分析

云南油页岩资源现状及潜力分析

冯晓宏

【摘要】截止目前云南已知油页岩矿点20余处,资源量1.58亿吨,折合页岩油550万吨;含油页岩岩系自寒武系下统—新近系上新统,主要赋存于下寒武统、中泥盆统近底部、中侏罗统、上白垩统和新近系中新统、上新统等层位.除下古生界为滨海—海湾泻湖相和滨外平原相外,其他则为内陆湖泊相.大部分矿点油页岩厚度可以达到最低可采厚度1m以上,含油率也达到或超过油页岩边界品位4ω％.下古生界油

页岩含油率普遍较高,最高含油率可达27.07％.云南油页岩矿资源有望成为重要的

非常规油气资源.

【期刊名称】《云南地质》

【年(卷),期】2013(032)004

【总页数】10页(P369-378)

【关键词】油页岩;多个赋存层位;资源现状;远景区分析;云南省

【作者】冯晓宏

【作者单位】云南省地质调查局,云南昆明650051

【正文语种】中文

【中图分类】P

油页岩与油砂、煤层气、页岩气等并称为非常规油气资源。早在30年前就有人指出油砂、油页岩是未来石油供应中具有巨大潜力的重要资源(Walter Rühl，1982)。时至今日，随着常规油气的日渐枯竭以及世界原油价格不断攀高，非常规油气已成

为当今油气开发的热点。

油页岩分布广、但不均匀，主要在美国、俄罗斯、加拿大、瑞典、爱沙尼亚、苏格兰、西班牙、中国、南非、澳大利亚、巴西和法国等国发现。据美国国家石油委员会全球油气研究小组的资料(Robert L.Kleinberg，2007)，全球页岩油原始地质储量估计约为3万亿桶，大致与常规石油原始地质储量相当。其中，将近一半的储

量发现于美国西部怀俄明、犹他和科罗拉多州交界处的科罗拉多西部皮申斯(Piceance)盆地、犹他东部犹因塔(Uinta)盆地和怀俄明南部绿河(Green River)盆

地中，油页岩厚30m～300m，含油率25加仑/美吨(约为10%)，埋藏深度由近

地表至地下约1 000m。据美国地质调查局2010估计，皮申斯盆地页岩油潜在资源量达1.53万亿桶，犹因塔盆地潜在页岩油资源量1.32万亿桶。

据美国能源部2004年估计，全球页岩油可采资源量为10 670亿桶，其中美国、巴西、俄罗斯、扎伊尔、澳大利亚、加拿大、意大利和中国页岩油可采资源量分别为6 260、3 000、410、380、170、160、130和100亿桶。但从世界石油资源评价现状来看，很多国家油页岩资源并未做过详细普查，探明的油页岩储量还只占整个资源量很小一部分。

我国是较早开发利用油页岩、也是当今页岩油产量最多的国家之一，2009年中国页岩油产量40万吨，2010年55万吨，2015年产量有望达到80万吨(李术元等，2010；李术元等，2011)。2004～2006年我国首次开展了全国性的油页岩资源评价工作。云南省油页岩矿勘查程度低，已知资源规模小，未被纳入全国首次油页岩资源评价范围。然而，早在30年前Walter Rühl(1982)就已注意到云南的油页岩，提出“在中国的东北、湖南、云南、山西、陕西和广东等省区均有油页岩产出。可以相信，中国已勘探油页岩只是其中的一小部分”。事实确实如此，不只中国已知油页岩只是一小部分，云南省油页岩更是极小的一部分。

早在上世纪三十、四十年代就有人开始研究云南的油页岩。事实上，云南省油页岩

的研究最早可追溯到1938年，马希融以及后来路兆恰、白家驹对巍山县大窝塘村油页岩的勘查，以及韩德馨院士40年代以来对云南东部泥盆系油页岩的研究。20 世纪五十～六十年代以来，煤炭、地矿、石油等有关部门相继开展油页岩调查、

踏勘和勘查工作。七十年代初，对镇雄县茶坝、维西县永春开展评价及储量核查。但总体上全省油页岩资源勘查程度相当低，资源状况的总体认识还不是很清楚。

本文目的就是为初步摸清云南油页岩/页岩油资源状况，弥补云南在全国非常规油

气资源评价、开发利用中的缺位，并根据历年煤炭、地矿、石油等部门工作中陆续发现的油页岩资源进行简单总结，以便尽快、更好地勘查、开发利用好这一资源，及时服务云南社会经济发展。

油页岩至今没有统一定义：有学者侧重油页岩成因定义，有学者侧重工业标准定义，亦有的学者侧重成因—工业标准综合定义。还有的定义很模糊，认为“实际上任

何热解生油量达到一定商业标准的浅层岩石均可看作是油页岩”。美国地质调查局把油页岩定义为“通过常规所含有机质的破坏性干馏方法，即在封闭的干馏系统中低围压条件下，能够得到大量油的富含有机质的页岩”(Duncan and Swanson，1965)。为了便于报告中的使用，他们进一步把油页岩定义为每美吨页岩的产油量至少为10加仑(相当于3.8%)的任何富含有机质的页岩沉积。

油页岩实际上是一个以讹传讹的术语。首先，该类矿床的矿物成分并非总是富含粘土或页岩，美国西部一些最重要的这类矿床以碳酸盐为主；其次，有机相并非油，而是尚未经历过有机质转变为石油所必须的温压条件的干酪根。综合各家观点：油页岩是一种含有一定数量的(一般4%～20%，最高可达30%)、尚未达到有机质热演化“油窗”阶段的干酪根的细粒沉积岩，经过低温(300℃～520℃)干馏可以提

取页岩油、可燃气体和残炭。其主岩成分一般以页岩为主，故俗称油页岩或油母页岩，但并非仅为页岩，也有碳酸盐岩。

国际上把含油率不小于0.25桶/吨的页岩称为油页岩。我国《全国矿产储量委员会

矿产工业要求参考手册》，(1987版)要求最低工业品位3.5ω%，与此大致相当。2004年开展的全国油页岩资源评价体系中，把油页岩边界品位定位：含油率

3.5%，最低可采厚度0.7 m。2012版《矿产资源工业要求手册》则要求最低工业品位大于5ω%(露天)或6ω%(井下)。

页岩油是油页岩干馏时有机质受热裂解化学变化后生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物，类似天然石油，富含烷烃和芳烃，但含有较多的不饱和烃类及氮、硫、氧等非烃有机化合物。

过去，最常用的生产工艺一直是采用露天开采，然后在地上干馏处理的方法。处理温度约500℃，经过一小时左右，油页岩中的干酪根就可以转化成页岩油。这种

方法的优点是简单，但地面设备成本高、产生巨量的处理后的废弃岩石堆积，环境保护也是一个不容忽视的问题。此外，初级产品的品质比常规原油差很多，必须采用常规的加氢炼制才能获得高级产品。经过不断改进，目前使用该方法的经济成本和油品质量已经得到改善。

另外一种方法仍处在研发中，即原地转化法，已经引起工业界的极大关注。这种方法通过钻井把油页岩层缓慢加热到约350℃，经过数月时间，干酪根转化为油气。该方法目前处于先导试验阶段。壳牌、埃克森、切夫龙等大公司一直在研发该项技术。

由于油页岩有机质组成的不同，以及热加工条件的差异，各地页岩油的组成和性质也不一样。比重约在0.9～1 之间。中国抚顺、茂名、美国绿河所产的页岩油的氢碳原子比较高，适宜于加工制取轻质油品。经过适当的加工炼制，可以制得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品，还可获得石蜡、酚类、吡啶类、环烷酸和石油焦等化工副产品。但由于其含氮量较高，加工炼制时必须加以脱除，否则会影响油品质量。爱沙尼亚产页岩油中酚类等含氧化合物很多，适宜于加工制取化学品。

云南省油页岩调查研究最早可追溯到1938年马希融以及后来路兆恰和白家驹对巍