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了不少经验。
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。
油页岩产油率低于6%者属贫矿,高于10%的属富矿。世界已探明的产油率在 4%以上的油页岩储量,折合页岩油约470Gt,超过已探明的石油储量。美国西部格林河流域拥有世界上储量最大的油页岩矿藏;中国的油页岩资源也较丰富,仅次于美国、巴西、俄罗斯等国,其中最负盛名的为抚顺矿区,与煤共生,探明油页岩储量3.6Gt,平均产油率约5.5%;茂名油页岩矿,可采储量4Gt,平均产油率6.0%。
制 法
大块的油页岩经过破碎、筛选,送到一种巨大的炉子里;在隔绝空气的条件下加热,使有机质分解生成油气;油气再进入一个冷却装置,被冷却凝结成油状的液体,这就是页岩油。
开 发
实际上,把油页岩从地底下开采出来再炼油非常麻烦。科学家已想出一个好办法:在地面打一些钻孔通到地下,用带孔的钢管插进油页岩里,然后对它发射一种频率很高的电磁波,依靠高频电产生的热,把油页岩中的有质分解成页岩油和气体,使它沿着生产钻井跑到地面上来为人类服务。
原生物质
油页岩主要是由藻类等低等浮游生物经腐化作用和煤化作用而生成。一些微小动物、高等水生或陆生植物的残体,如孢子、花粉、角质等植物组织碎片,也参与油页岩的生成。
作 用
在油页岩炼油过成中还能得到许许多多副产品:硫酸铵可作肥料;酚类和吡啶可用作生产合成纤维、塑料、染料、药物的化工原料;排出的气体,如同煤气一样,可作气体燃料;留下的页岩灰渣,可用来制造水泥熟料、陶瓷纤维、陶粒等建筑用材。油页岩可谓“全身是宝”。
组 成
主要包括油母、水分和矿物质。①油母。含量约10%~50%(干基),是复杂的高分子有机化合物,富含脂肪烃结构,而较少芳烃结构。油母的元素组成主要为碳、氢,以及少量的氧、氮、硫;其氢碳原子比为1.25~1.75。油母含量高,氢碳原子比大,则油页岩产油率高。②水分。为4%~25%不等,与矿物质颗粒间的微孔结构有关。茂名油页岩的水分含量较高,热加工过程中消耗较多的热量,且在干燥时易崩碎。③矿物质。主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。含量通常高于有机质。
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