油页岩 油页岩七日杀

小藤门 火币交易所app 2023-01-21 52 0

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什么是油页岩?

油页岩它同石油一样,是由生物的残体混同泥沙变成的,所以可以用来炼油。又称油母页岩,一种高矿物质的腐泥煤,为低热值固态化石燃料。色浅灰至深褐,含有机质和矿物质;有机质的绝大部分不溶于溶剂,称油母。油页岩是人造石油的重要原料。经低温干馏可得页岩油、干馏气和页岩半焦。

油页岩是什么

 油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分油页岩的含可燃有机质的沉积岩油页岩,它和煤的主要区别是灰分超过40%油页岩,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油页岩,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。

油页岩属于非常规油气资源,以资源丰富和开发利用的可行性而被列为21世纪非常重要的接替能源,它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源,在近200年的开发利用中,其资源状况、主要性质、开采技术以及应用研究方面都积累油页岩了不少经验。

油页岩有哪些用途?

油页岩是一种高灰分(大于33%,煤的灰分小于33%)可以燃烧的有机岩石,由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。它的颜色有灰白、黄棕、褐、黑灰以及黑等多种,一般颜色愈浅含油率愈高。

像千层糕似的页岩,含天然石油3.5~15%,个别高达20%以上,所以长油页岩,又称油母页岩。一般有机质含量在5%以上才有工业价值。每公斤油页岩的发热量为1000~4000大卡,只及煤发热量的二分之一到五分之一。含油率和发热量是评价油页岩的工业用途的重要工艺指标。国际上把每吨含油率大于0.25桶(相当于含油率3.5%以上)的页岩称为油页岩。

油页岩可以直接燃烧,用于发电。油页岩经低温干馏,可获得汽油、柴油、煤油、润滑油、石蜡、沥青、氨水、硫化沥青等一系列化工原料。在没有找到大油田之前,我国四分之三的石油来自油页岩。

油页岸是由细粒矿物碎屑和低等动物及植物残体腐解的有机质同时沉积形成的。有机质是由藻类等低等生物遗体经凝胶化作用所形成。

油页岩的矿床类型,按形成油页岩的古地理环境分为近海型和内陆湖泊型两类。近海型油页岩往往与石灰岩等共生。矿床分布面积广,矿层层数多,每层厚度从十几厘米到一米多。有的含油率高达24%。中国广东省的茂名油页岩属近海型。

内陆湖泊型油页岩经常与煤共生,矿层较厚,但横向变化大,含油率较低。我国辽宁省号称“煤都”的抚顺,含煤地层最厚处达120米,上面覆盖着厚达110米的一层湖相褐色、深褐色致密薄层状油页岩,平均含油率大于5.3%。著名的美国科罗拉多绿河油页岩也属内陆湖泊型。该矿含有机质13.8%,矿物质86.2%。

油页岩定义

1.油页岩定义

油页岩又称油母页岩,是加热“人造石油”(亦即“合成液体燃料”)的一种重要原料,经加热干馏后可分解生成油页岩油、干馏气和页岩半焦。油页岩油可作为燃料油,可进一步加工制取汽、柴油和化学品。油页岩也可作为锅炉燃料,在炉内燃烧产生蒸汽发电。

不同地质家与学者从不同研究角度,对油页岩作出过不同内涵的定义。

Gavin(1924):油页岩是致密层状的沉积岩,含有33%以上的灰分,蒸馏时有油产出,在正常溶剂抽提时和石油没有区别。

Tissot和Welte(1978):确实没有地质或化学上的油页岩定义。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。

Н.И.Πогребнов等(1983):油页岩是固体可燃矿产的一种岩石类型,它富含腐泥质或腐殖腐泥质,有机质占20%~80%,为化学成因-碎屑成因的沉积岩。

侯祥麟(1984):油页岩是可燃性矿产之一,油页岩由矿物质和有机质组成,有机质中氢含量较高,低温干馏可得碳氢比类似于天然石油的油页岩油。

赵隆业等(1990):油页岩是高灰分的固体可燃有机体,作为工业矿产要求含油率大于5.0%,发热量超过7.5MJ/kg,它可以是腐泥、腐殖或混合成因。它和煤的主要区别是灰分超过40%,它和炭质页岩的主要区别是含油率大于5%以上。

Dyni(2003)等:油页岩是一种细粒沉积岩,其中包含大量有机物,通过粉碎、蒸馏工艺可以提炼出大量的石油和可燃气。

刘招君等(2004):油页岩,又称油母页岩,是一种高灰分的固体可燃有机矿产,低温干馏可获得油页岩油,含油率>3.5%,有机质含量较高,主要为腐泥型、腐殖腐泥型和腐泥腐殖型,其发热量一般≥4.19mJ/kg。

目前,国际地质界普遍将含油率≥2.5桶油页岩油/吨(相当于含油率>3.5%以上)的页岩统称为油页岩。其与煤的主要区别是灰分超过40%,与炭质页岩的主要区别是含油率大于3.5%,油页岩属于未成熟烃源岩。通过干馏、热解等方法从油页岩中获取的原油,称为油页岩油。油页岩油与页岩油存在明显差异:一是涵义不同,油页岩油是指未成熟烃源岩经高温加热裂解而获取的石油,页岩油是指成熟源岩已生成并滞留在泥页岩中的石油聚集;二是开采方式不同,油页岩油需要按固体矿产进行地表挖掘式或原位式开采,页岩油则是需进行水平井与分段压裂开采。

2.油页岩分类

国内油页岩分类主要按工业-成因分类(赵隆业等,1990),分类方案见表13-5。该分类体系根据中国油页岩特征,选择含油率与灰分成分作为工业-成因分类的主要指标。

3.油页岩成因类型

油页岩是一种有机成因的岩石,有机组分是由碳、氢、氧、氮和硫等元素组成。油页岩成因类型主要根据干酪根类型和热解参数进行分类,分为腐泥型(Ⅰ)、混合型(Ⅱ)(腐殖腐泥型(Ⅱ1)、腐泥腐殖型(Ⅱ2))和腐殖型(Ⅲ)3类。

Ⅰ型干酪根:具原始高氢含量和低氧含量,H/C原子比介于1.25~1.75之间,O/C原子比为0.026~0.12,以含类脂化合物为主,直链烷烃很多,多环芳香烃及含氧官能团很少;生油潜能大,相当于浅层未成熟样品质量的80%。

Ⅱ型干酪根:原始氢含量虽较高,但稍低于Ⅰ型干酪根,H/C原子比为0.65~1.25,O/C原子比为0.01~0.13。属高度饱和的多环碳骨架,含中等长度直链烷烃和环烷烃甚多;来源于海、陆相浮游生物和微生物的混合有机质,生油潜能中等。

Ⅲ型干酪根:具原始低氢含量和高氧含量,H/C原子比为0.46~0.93,O/C原子比为0.05~0.30。以含多环芳香烃及含氧官能团为主,饱和烃链很少,被连接在多环网格结构上;来源于陆地高等植物;与Ⅰ、Ⅱ型相比,对生油不利,但埋藏到足够深度时,可成为有利的生气来源。

表13-5 我国油页岩按工业-成因性质的分类

注:T—焦油产率;Q—发热量。

(据赵隆业等,1990)

通过氢碳比和氧碳比的图解分析可见,中国油页岩主要为Ⅰ-Ⅱ型(图131):①腐泥型油页岩(Ⅰ型),主要分布于新疆妖魔山、青海小峡、辽宁阜新和抚顺、吉林桦甸、梅河等地;②腐殖腐泥型(Ⅱ1型),主要分布于黑龙江达连河、吉林罗子沟、广东茂名、新疆三工河以及内蒙古东胜等地;③腐泥腐殖型(Ⅱ2型),分布较少,主要分布在青海大煤沟、陕西铜川、云南维西等地。

图13-1 中国油页岩氢碳比与氧碳比图解

Ⅰ—腐泥型;Ⅱ1—腐殖腐泥型;Ⅱ2—腐泥腐殖型;Ⅲ—腐殖型

油页岩概况

(1)油页岩定义

侯祥麟(1984):油页岩是可燃性矿产之一,油页岩由矿物和有机质组成,有机质中氢含量较高,低温干馏可得碳氢比类似于天然石油的油页岩油。

油页岩,又称油母页岩,是一种高灰分的固体可燃有机矿产,低温干馏可获得油页岩油,含油率>3.5%,有机质含量较高,主要为腐泥型、腐殖腐泥型和腐泥腐殖型,其发热量一般≥4.19MJ/kg(刘招君等,2004)。

本书的定义为:油页岩又称油母页岩为富含Ⅰ型、Ⅱ型有机质的细粒沉积岩,其中的有机质热演化程度低,尚未转化为石油。油页岩经加热干馏后可分解生成油页岩油、干馏气和页岩半焦。油页岩油可作为燃料油,可进一步加工制取汽油、柴油和化学品。油页岩也可作为锅炉燃料,在炉内燃烧产生蒸汽发电。

目前,国际地质界普遍将经干馏可获取≥0.25桶油页岩油/吨(相当于含油率>3.5%以上)的页岩统称为油页岩。油页岩通过干馏、热解等方法从油页岩中获取的原油,称为油页岩油(人造石油)。

(2)油页岩分类

油页岩的分类方法依据很多。早期注重其有机质的化学性质划分级别,根据碳指数(Cdaf/%)、氢指数(Hdaf/%)、氧指数(Odaf/%)及含油率(%)、发热量(MJ/kg)等参数对油页岩等级进行分类,但这样分类容易引起成因概念上的混乱。

目前,根据有机质类型可划分为腐泥、腐殖腐泥、腐泥腐殖3类。

(3)油气资源状况

世界上多数油页岩区勘探程度较低,没有统一估算资源量的标准,不同国家对油页岩资源量估算所用的工业指标不同,因此不同学者估算的资源量难以对比,故很难对全球油页岩资源量进行正确估算。目前只有美国、中国、澳大利亚、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,其他许多矿床的资源潜力有待进一步探明。

油页岩资源在世界许多地区都有分布,已有43个国家报道有油页岩矿藏。但分布并不均匀,主要分布于美国、俄罗斯、加拿大、中国、刚果民主共和国、巴西、爱沙尼亚、澳大利亚等国家,折合成页岩油有2×108t以上的国家见表6.1,其中,美国、中国、俄罗斯和巴西4个国家的油页岩资源量就占了整个世界页岩油资源的86%。据美国能源部能源信息署2005年统计,全球页岩油资源量为4110×108t,超过了常规石油资源量。

表6.1 油页岩世界资源分布情况表

续表

世界油页岩资源丰富,其矿藏遍及世界各地,但分布不均。沉积环境从海相到陆相都有分布,国外以海相沉积为主,中国主要以陆相沉积为主。油页岩的形成时代很广泛,从寒武纪以来的地层中都有分布。

A.寒武纪和奥陶纪

绝大多数的早古生代油页岩都沉积在斯堪的纳维亚以东,以及美国和加拿大的中、东部等。由于它们很多都是在漫长的年代里经历了中等程度的热演化,所以含油率只达到中等。奥陶纪的库克瑟特及其有关页岩则属含油率最高(20%)的页岩,它们位于爱沙尼亚塔林和俄罗斯圣彼得堡之间,由浅埋(5~100m)的较薄(2.5~3m)的油页岩构成。库克瑟特油页岩含有高达40%的有机物质,转化成页岩油、气的比率为66%。这些页岩已被用来生产页岩油、化学品、家庭和工业用气,品位较低的则用来发电。该地区的总储量为210×108t,相当于约35×108t页岩油。其他该年代的油页岩位于俄罗斯的西伯利亚。

B.志留纪和泥盆纪

油页岩沉积在北非的利比亚和阿尔及利亚和美国中、东部的巨大陆棚的浅海中。在非洲,含油率最高的页岩是位于海侵志留纪的黑页岩。在美国,泥盆纪黑页岩代表了大部分的矿藏,矿床主要延伸在印第安纳、肯塔基和俄亥俄州、田纳西、阿拉巴马和其他州的储量也相当于100×108t的潜在页岩油。

C.石炭纪和二叠纪

晚古生代油页岩广泛分布在冈瓦纳地区。世界上第二大的矿床为巴西南部二叠纪的依拉堤页岩。在巴拉纳靠近圣特乌斯—迪—苏莱的主要地区里有两层沉积(一层的厚度为3.2m,含油率为8%;另一层为6.5m,含油率为6.4%),中间有8m厚的不含油沉积物。据估计,总储量达1200×108t页岩油。在乌拉圭和阿根廷也有相同的地层。其他高含油的石炭纪、二叠纪油页岩系位于澳大利亚的煤油页岩、塔斯曼油页岩和南非安米洛油页岩。塔斯曼和安米洛油页岩主要含黄色的有机物,估计是藻类的遗体。在北半球,还有很多较小的油页岩矿藏,往往是与煤矿伴生,出现在西欧的海西造山带和阿巴拉契亚山脉的石炭纪或二叠纪的构造或造山运动后的盆地中,如苏格兰、法国、西班牙、加拿大东部阿尔伯达和美国东部及西北部油页岩。

D.三叠纪、侏罗纪和白垩纪

中非洲刚果民主共和国有广泛的与石灰岩和火山岩伴生的三叠纪湖生油页岩,其产油率很高,总储量估计为150×108t潜在含油量。瑞士、奥地利和意大利也有三叠纪油页岩。侏罗纪黑页岩广泛分布在西欧,包括很多从下侏罗统到上侏罗统的富矿。最常见的有下托尔统的波西都尼亚页岩,或里阿斯统页岩,出现在法国、卢森堡和德国这一广大区域中,但在西班牙和英国要少些,这类油页岩的含油率较低,为4%~6%,但由于其分布甚广,而成为一个重要潜在储量。在亚洲东部和北部已发现从侏罗纪到白垩纪均存在与煤伴生的油页岩,在阿拉斯加也有该类页岩,包括塔斯曼油页岩(具塔斯曼藻类)、烛煤和一种被称为“鲸鱼岩”的页状煤的海相沉积。在加拿大中南部和美国西部有低品位白垩纪油页岩。一种与磷灰岩和燧石共生的海相黑页岩分布在中东的几个国家,如叙利亚、以色列和约旦等。

E.古近纪和新近纪

美国的湖相绿河页岩是主要的古近纪和新近纪油页岩,它是世界上储量最大的油页岩,估计有3000×108t潜在含油量。其始新世矿藏分布在4个主要盆地:科罗拉多州的皮昂斯盆地,估计占整个储量的2/3;犹他州的犹因他盆地,绿河页岩在此盆地边缘处露头;以及怀俄明州的绿河盆地和瓦沙基盆地。绿河页岩在犹因他盆地北部埋藏很深,达6000m,成为阿尔塔蒙特和其他油田的生油岩层。古近纪和新近纪的湖相沉积还包括巴西的帕拉伊巴谷(陶巴特—特雷门比)、塞尔维亚和黑山的阿莱壳西纳茨页岩。其他非海相油页岩,有与煤田伴生的中国抚顺油页岩,还有中国茂名油页岩,储量也不小。此外,很多小矿床出现在欧洲、南美和美国西部因古近纪和新近纪造山运动形成的局部盆地和地堑中。在意大利西西里岛、美国加利福尼亚州和俄罗斯南部都有海相古近纪和新近纪黑页岩,其中,古近纪的页岩油潜在储量约达50×108t。

全国油页岩资源评价结果表明,中国油页岩资源丰富,分布范围广,主要分布在20个省和自治区、47个盆地,共有80个含矿区。评价认为,全国油页岩资源量为7199.37×108t,其中查明资源量为500.49×108t,油页岩潜在资源量为6698.89×108t;全国油页岩技术可采资源量为2432.36×108t,其中查明技术可采资源量为259.46×108t,潜在技术可采资源量为2172.90×108t。

全国页岩油资源量为476.44×108t,其中查明资源量为27.44×108t,页岩油潜在资源量为449.00×108t;全国页岩油技术可采资源量为159.72×108t,其中查明技术可采资源量为14.57×108t,潜在技术可采资源量为145.15×108t;全国页岩油可回收资源量为119.79×108t,其中查明可回收资源量为10.93×108t,潜在可回收资源量为108.86×108t。

按大区分布,油页岩资源主要分布在东部区、中部区、南方区、西部区、青藏区。东部区油页岩含矿区分布在吉林、黑龙江、内蒙古、辽宁、河北、山东、河南等省(区),共有含矿区(包括预测区)35个。评价结果表明:东部区油页岩资源量3442.48×108t,其中查明资源量363.31×108t;油页岩技术可采资源量1168.16×108t,其中查明技术可采资源量164.18×108t。页岩油资源量为167.67×108t,其中查明资源量363.31×108t;页岩油技术可采资源量57.46×108t,其中查明技术可采资源量9.01×108t;页岩油可回收资源量为43.09×108t,其中查明可回收资源量为6.76×108t。

中部区油页岩资源评价范围包括陕西省、四川、宁夏、山西、甘肃和内蒙古的部分地区,共有含矿区(包括预测区)15个。赋存油页岩的主要盆地有鄂尔多斯盆地、四川盆地、六盘山盆地、河套盆地等。评价结果表明:中部区油页岩资源量1609.64×108t,其中查明资源量19.27×108t;油页岩技术可采资源量526.94×108t,其中查明技术可采资源量7.91×108t。页岩油资源量97.95×108t,其中查明资源量为1.21×108t;页岩油技术可采资源量32.03×108t.其中查明技术可采资源量0.50×108t;页岩油可回收资源量24.02×108t,其中查明可回收资源量为0.37×108t。

南方区油页岩资源评价范围包括广东、广西、江西、海南、湖南、云南、江苏、福建、贵州、浙江和安徽等省(区),共有含矿区(包括预测区)16个。赋存油页岩的主要盆地有茂名盆地、北部湾盆地、湘乡盆地和钦县盆地等。评价结果表明:南方区油页岩资源量194.61×108t,其中查明资源量95.67×108t;油页岩技术可采资源量108.96×108t,其中查明技术可采资源量76.81×108t。页岩油资源量为11.46×108t,其中查明资源量为5.53×108t;页岩油技术可采资源量为6.31×108t,其中查明技术可采资源量4.39×108t;页岩油可回收资源量为4.73x108t,其中查明可回收资源量为3.29×108t。

西部区油页岩资源评价范围包括甘肃、新疆和青海3个省(区)共计11个油页岩含矿区。评价结果表明:西部区油页岩资源量为749.43×108t,其中查明资源量21.33×108t;油页岩技术可采资源量为267.29×108t,其中查明技术可采资源量10.25×108t。页岩油资源量为72.78×108t,其中查明资源量为1.33×108t;页岩油技术可采资源量为25.94×108t,其中查明技术可采资源量0.65×108t;页岩油可回收资源量为19.46×108t,其中查明可回收资源量为0.48×108t。

青藏区油页岩资源评价范围包括西藏自治区和青海省南部。评价结果表明:该区油页岩资源量为1203.20×108t,其中查明资源量0.91×108t;油页岩技术可采资源量为361.01×108t,其中查明技术可采资源量0.32×108t。页岩油资源量为126.58×108t,其中查明资源量为0.08×108t;页岩油技术可采资源量为37.98×108t,其中查明技术可采资源量0.03×108t;页岩油可回收资源量为28.48×108t,其中查明可回收资源量为0.02×108t(刘招君等,2009)。

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