油頁岩概況

2021-03-07 04:39:30 字數 4969 閱讀 3286

1樓:中地數媒

(1)油頁岩定義

侯祥麟(1984):油頁岩是可燃性礦產之一,油頁岩由礦物和有機質組成,有機質中氫含量較高,低溫乾餾可得碳氫比類似於天然石油的油頁岩油。

油頁岩,又稱油母頁岩,是一種高灰分的固體可燃有機礦產,低溫乾餾可獲得油頁岩油,含油率>3.5%,有機質含量較高,主要為腐泥型、腐殖腐泥型和腐泥腐殖型,其發熱量一般≥4.19mj/kg(劉招君等,2004)。

本書的定義為:油頁岩又稱油母頁岩為富含ⅰ型、ⅱ型有機質的細粒沉積岩,其中的有機質熱演化程度低,尚未轉化為石油。油頁岩經加熱乾餾後可分解生成油頁岩油、乾餾氣和頁岩半焦。

油頁岩油可作為燃料油,可進一步加工製取汽油、柴油和化學品。油頁岩也可作為鍋爐燃料,在爐內燃燒產生蒸汽發電。

目前,國際地質界普遍將經乾餾可獲取≥0.25桶油頁岩油/噸(相當於含油率>3.5%以上)的頁岩統稱為油頁岩。

油頁岩通過乾餾、熱解等方法從油頁岩中獲取的**,稱為油頁岩油(人造石油)。

(2)油頁岩分類

油頁岩的分類方法依據很多。早期注重其有機質的化學性質劃分級別,根據碳指數(cdaf/%)、氫指數(hdaf/%)、氧指數(odaf/%)及含油率(%)、發熱量(mj/kg)等引數對油頁岩等級進行分類,但這樣分類容易引起成因概念上的混亂。

目前,根據有機質型別可劃分為腐泥、腐殖腐泥、腐泥腐殖3類。

(3)油氣資源狀況

世界上多數油頁岩區勘探程度較低,沒有統一估算資源量的標準,不同國家對油頁岩資源量估算所用的工業指標不同,因此不同學者估算的資源量難以對比,故很難對全球油頁岩資源量進行正確估算。目前只有美國、中國、澳大利亞、瑞典、愛沙尼亞、約旦、法國、德國、巴西和俄羅斯等國的部分油頁岩礦床做了詳細勘探和評價工作,其他許多礦床的資源潛力有待進一步探明。

油頁岩資源在世界許多地區都有分佈,已有43個國家報道有油頁岩礦藏。但分佈並不均勻,主要分佈於美國、俄羅斯、加拿大、中國、剛果民主共和國、巴西、愛沙尼亞、澳大利亞等國家,摺合成頁岩油有2×108t以上的國家見表6.1,其中,美國、中國、俄羅斯和巴西4個國家的油頁岩資源量就佔了整個世界頁岩油資源的86%。

據美國能源部能源資訊署2023年統計,全球頁岩油資源量為4110×108t,超過了常規石油資源量。

表6.1 油頁岩世界資源分佈情況表

續表世界油頁岩資源豐富,其礦藏遍及世界各地,但分佈不均。沉積環境從海相到陸相都有分佈,國外以海相沉積為主,中國主要以陸相沉積為主。油頁岩的形成時代很廣泛,從寒武紀以來的地層中都有分佈。

a.寒武紀和奧陶紀

絕大多數的早古生代油頁岩都沉積在斯堪的納維亞以東,以及美國和加拿大的中、東部等。由於它們很多都是在漫長的年代裡經歷了中等程度的熱演化,所以含油率只達到中等。奧陶紀的庫克瑟特及其有關頁岩則屬含油率最高(20%)的頁岩,它們位於愛沙尼亞塔林和俄羅斯聖彼得堡之間,由淺埋(5~100m)的較薄(2.

5~3m)的油頁岩構成。庫克瑟特油頁岩含有高達40%的有機物質,轉化成頁岩油、氣的比率為66%。這些頁岩已被用來生產頁岩油、化學品、家庭和工業用氣,品位較低的則用來發電。

該地區的總儲量為210×108t,相當於約35×108t頁岩油。其他該年代的油頁岩位於俄羅斯的西伯利亞。

b.志留紀和泥盆紀

油頁岩沉積在北非的利比亞和阿爾及利亞和美國中、東部的巨大陸棚的淺海中。在非洲,含油率最高的頁岩是位於海侵志留紀的黑頁岩。在美國,泥盆紀黑頁岩代表了大部分的礦藏,礦床主要延伸在印第安納、肯塔基和俄亥俄州、田納西、阿拉巴馬和其他州的儲量也相當於100×108t的潛在頁岩油。

c.石炭紀和二疊紀

晚古生代油頁岩廣泛分佈在岡瓦納地區。世界上第二大的礦床為巴西南部二疊紀的依拉堤頁岩。在巴拉納靠近聖特烏斯—迪—蘇萊的主要地區裡有兩層沉積(一層的厚度為3.

2m,含油率為8%;另一層為6.5m,含油率為6.4%),中間有8m厚的不含油沉積物。

據估計,總儲量達1200×108t頁岩油。在烏拉圭和阿根廷也有相同的地層。其他高含油的石炭紀、二疊紀油頁岩系位於澳大利亞的煤油頁岩、塔斯曼油頁岩和南非安米洛油頁岩。

塔斯曼和安米洛油頁岩主要含黃色的有機物,估計是藻類的遺體。在北半球,還有很多較小的油頁岩礦藏,往往是與煤礦伴生,出現在西歐的海西造山帶和阿巴拉契亞山脈的石炭紀或二疊紀的構造或造山運動後的盆地中,如蘇格蘭、法國、西班牙、加拿大東部阿爾伯達和美國東部及西北部油頁岩。

d.三疊紀、侏羅紀和白堊紀

中非洲剛果民主共和國有廣泛的與石灰岩和火山岩伴生的三疊紀湖生油頁岩,其產油率很高,總儲量估計為150×108t潛在含油量。瑞士、奧地利和義大利也有三疊紀油頁岩。侏羅紀黑頁岩廣泛分佈在西歐,包括很多從下侏羅統到上侏羅統的富礦。

最常見的有下托爾統的波西都尼亞頁岩,或裡阿斯統頁岩,出現在法國、盧森堡和德國這一廣大區域中,但在西班牙和英國要少些,這類油頁岩的含油率較低,為4%~6%,但由於其分佈甚廣,而成為一個重要潛在儲量。在亞洲東部和北部已發現從侏羅紀到白堊紀均存在與煤伴生的油頁岩,在阿拉斯加也有該類頁岩,包括塔斯曼油頁岩(具塔斯曼藻類)、燭煤和一種被稱為「鯨魚巖」的頁狀煤的海相沉積。在加拿大中南部和美國西部有低品位白堊紀油頁岩。

一種與磷灰巖和燧石共生的海相黑頁岩分佈在中東的幾個國家,如敘利亞、以色列和約旦等。

e.古近紀和新近紀

美國的湖相綠河頁岩是主要的古近紀和新近紀油頁岩,它是世界上儲量最大的油頁岩,估計有3000×108t潛在含油量。其始新世礦藏分佈在4個主要盆地:科羅拉多州的皮昂斯盆地,估計佔整個儲量的2/3;猶他州的猶因他盆地,綠河頁岩在此盆地邊緣處露頭;以及懷俄明州的綠河盆地和瓦沙基盆地。

綠河頁岩在猶因他盆地北部埋藏很深,達6000m,成為阿爾塔蒙特和其他油田的生油岩層。古近紀和新近紀的湖相沉積還包括巴西的帕拉伊巴谷(陶巴特—特雷門比)、塞爾維亞和黑山的阿萊殼西納茨頁岩。其他非海相油頁岩,有與煤田伴生的中國撫順油頁岩,還有中國茂名油頁岩,儲量也不小。

此外,很多小礦床出現在歐洲、南美和美國西部因古近紀和新近紀造山運動形成的區域性盆地和地塹中。在義大利西西里島、美國加利福尼亞州和俄羅斯南部都有海相古近紀和新近紀黑頁岩,其中,古近紀的頁岩油潛在儲量約達50×108t。

全國油頁岩資源評價結果表明,中國油頁岩資源豐富,分佈範圍廣,主要分佈在20個省和自治區、47個盆地,共有80個含礦區。評價認為,全國油頁岩資源量為7199.37×108t,其中查明資源量為500.

49×108t,油頁岩潛在資源量為6698.89×108t;全國油頁岩技術可採資源量為2432.36×108t,其中查明技術可採資源量為259.

46×108t,潛在技術可採資源量為2172.90×108t。

全國頁岩油資源量為476.44×108t,其中查明資源量為27.44×108t,頁岩油潛在資源量為449.

00×108t;全國頁岩油技術可採資源量為159.72×108t,其中查明技術可採資源量為14.57×108t,潛在技術可採資源量為145.

15×108t;全國頁岩油可**資源量為119.79×108t,其中查明可**資源量為10.93×108t,潛在可**資源量為108.

86×108t。

按大區分佈,油頁岩資源主要分佈在東部區、中部區、南方區、西部區、青藏區。東部區油頁岩含礦區分佈在吉林、黑龍江、內蒙古、遼寧、河北、山東、河南等省(區),共有含礦區(包括**區)35個。評價結果表明:

東部區油頁岩資源量3442.48×108t,其中查明資源量363.31×108t;油頁岩技術可採資源量1168.

16×108t,其中查明技術可採資源量164.18×108t。頁岩油資源量為167.

67×108t,其中查明資源量363.31×108t;頁岩油技術可採資源量57.46×108t,其中查明技術可採資源量9.

01×108t;頁岩油可**資源量為43.09×108t,其中查明可**資源量為6.76×108t。

中部區油頁岩資源評價範圍包括陝西省、四川、寧夏、山西、甘肅和內蒙古的部分地區,共有含礦區(包括**區)15個。賦存油頁岩的主要盆地有鄂爾多斯盆地、四川盆地、六盤山盆地、河套盆地等。評價結果表明:

中部區油頁岩資源量1609.64×108t,其中查明資源量19.27×108t;油頁岩技術可採資源量526.

94×108t,其中查明技術可採資源量7.91×108t。頁岩油資源量97.

95×108t,其中查明資源量為1.21×108t;頁岩油技術可採資源量32.03×108t.

其中查明技術可採資源量0.50×108t;頁岩油可**資源量24.02×108t,其中查明可**資源量為0.

37×108t。

南方區油頁岩資源評價範圍包括廣東、廣西、江西、海南、湖南、雲南、江蘇、福建、貴州、浙江和安徽等省(區),共有含礦區(包括**區)16個。賦存油頁岩的主要盆地有茂名盆地、北部灣盆地、湘鄉盆地和欽縣盆地等。評價結果表明:

南方區油頁岩資源量194.61×108t,其中查明資源量95.67×108t;油頁岩技術可採資源量108.

96×108t,其中查明技術可採資源量76.81×108t。頁岩油資源量為11.

46×108t,其中查明資源量為5.53×108t;頁岩油技術可採資源量為6.31×108t,其中查明技術可採資源量4.

39×108t;頁岩油可**資源量為4.73x108t,其中查明可**資源量為3.29×108t。

西部區油頁岩資源評價範圍包括甘肅、新疆和青海3個省(區)共計11個油頁岩含礦區。評價結果表明:西部區油頁岩資源量為749.

43×108t,其中查明資源量21.33×108t;油頁岩技術可採資源量為267.29×108t,其中查明技術可採資源量10.

25×108t。頁岩油資源量為72.78×108t,其中查明資源量為1.

33×108t;頁岩油技術可採資源量為25.94×108t,其中查明技術可採資源量0.65×108t;頁岩油可**資源量為19.

46×108t,其中查明可**資源量為0.48×108t。

青藏區油頁岩資源評價範圍包括**自治區和青海省南部。評價結果表明:該區油頁岩資源量為1203.

20×108t,其中查明資源量0.91×108t;油頁岩技術可採資源量為361.01×108t,其中查明技術可採資源量0.

32×108t。頁岩油資源量為126.58×108t,其中查明資源量為0.

08×108t;頁岩油技術可採資源量為37.98×108t,其中查明技術可採資源量0.03×108t;頁岩油可**資源量為28.

48×108t,其中查明可**資源量為0.02×108t(劉招君等,2009)。

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