1.我想知道油页岩的发展前景如何。

2.油砂、油页岩

3.世界油页岩开发

4.抚顺矿业集团页岩油化工厂的页岩油化工

5.油页岩油是什么?

抚顺中国石油今日油价_抚顺中石油今日油价

我个人认为油价降低对于社会最直接的刺激作用就是汽车的数量很有可能会随之上升,因为很多工薪族家庭对于石油的价格是非常关心的,油价比较低的话,他们会觉得无形当中减少了很大的压力,这个时候他们就会考虑购买一辆自己喜欢的汽车作为自己的代步工具,即使只是上下班用途的话也是比较顺心的。当然除此之外,油价的降低还对于以下几个经济有着刺激作用:

1、汽车产业链

首先是买车数量如果快速的上升的话,那么对于整个汽车工业产业链都有着拉动的作用,比如说汽车配件生产商,汽车配件零售商,各大修理部或4s店的营业额上涨,以及他们旗下所有员工的工资都有可能随之而上升,站在经济的角度来看的话,这种现象应该属于非常好的现象,而员工有钱之后又会重复的买车,所以形成这种经济圈对于我国的经济来说是良性的。

2、石油化工发展

原油价格下调之后,对于石油化工的发展也有着相应的促进作用,比如说石油公司很有可能会把省下来的钱进行进一步的开发,开发的项目当然与提炼原油有着密切的联系,简单的说就是如果提炼原油的能力得到提升的话,那么原油当中提炼出来的汽油数量就会大大的增加,汽油的质量也会变得越来越好,这对于我们老百姓来讲也是一个好消息。

3、军事发展

其实石油的巨大作用除了应用到我们汽车领域之外,另一个巨大的领域就是军事领域的发展,因为现在是热兵器时代,很多军用的汽车飞机等等军用武器都需要有汽油的支持,所以油价的降低也很有可能促进军事领域的发展,比如说国家的部队就可以节省很大一部分开支用来搞军事研究等等。

我想知道油页岩的发展前景如何。

石化公司分股内股外,一般是股内效益好,股外一般,如果新分的大学生大概1200以上但不足2000,如果是股外大概不足1000,还有就是看分在什么装置部门,最高的能达到2000以上吧,加奖金。

油砂、油页岩

中国石化新闻网2010年2月25日讯(郑言)

油页岩又称油母页岩,是一种含有机质的沉积岩,为低热值固体化石燃料,可以用来炼油。油页岩是一种干馏后可获得页岩油的高灰分致密薄层状可燃有机岩。由于其内部含有固体有机质,可以用加热干馏技术炼制出页岩油,从页岩油可获得燃料油,可作为石油制品的代替品,因此被称为“人造石油”,可作为燃杆油或进一步加工制成汽油、柒油和下游石化产品,也可以直接作为锅炉燃杆进行发电。

在能源紧缺、油价高企的时代,页岩油的开发与利用再次成为国内外关注的焦点。2008年8月,中国石油天然气集团公司投资4亿元,在黑龙江省牡丹江市启动了我国第一个颗粒油页岩干馏炼油“先导基地”项目。“该项目较之传统工艺技术先进,油页岩利用率高,油收率高,处理量大,它将是我国页油岩工业自主创新发展的一个转折点。”有关专家对此高度评价。

油页岩是一种潜在的、储量巨大的能源,油页岩的开发和利用是世界石油的有益补充和替代。目前对油页岩取综合开发利用的方式,即将储存于地下的油页岩开出来,在干馏炉中将油页岩加热至约5000℃,使其分解产生页岩油,所剩余的残渣可以用于燃烧发电、制造水泥、砖等建筑材料。世界油页岩极其巨大,但油页岩分布区地质勘探程度低,所以很难对全球的油页岩量准确预刚。据美国《油气》公布的统计数字,全世界页岩油储量约11万亿-13万亿吨,远远超过石油储量。

我国油页岩储量很丰富。2004-2006年新一轮全国油气评价结果显示,全国油页岩为7199.4亿吨,可2432.4亿吨;页岩油476.4亿吨,可159.7亿吨;页岩油可回收119.8亿吨。2006年国土部、国家发改委委托吉林大学开展的全国油页岩调查认为,中国油页岩估计有7,000亿吨,若换算成页岩油,至少有300亿吨,是中国原油可储量的20几倍。未来油价高涨、趋紧的状况很难改变,相对于高油价,开发油页岩等非常规能源日益变得有利可图。油页岩遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区,主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。与常规石油相比,页岩油可回收量相当于全国石油可量的56.5%,未来开发利用具有广阔的前景,将成为常规油气的重要补充。

根据能源局公布的数据,中国2009年生产原油1.89亿吨,净进口原油达到1.99亿吨,这也就是说,中国使用的石油有一多半需要从国外进口。原油对外依存度高达51.3%,自从1993年首度成为石油净进口国以来,中国的原油对外依存度由当年的6%一路攀升,到2006年突破45%,其后每年都以2个百分点左右的速度向上攀升,2007年为47%,2008年为49%,到2009年突破50%警戒线。今后还有增长的趋势。因此发展页岩油等非常规能源以代替部分原油,有明显的重要战略意义。

我国油页岩品质较好、矿层产状平缓、储量分布集中、沉积环境稳定,使得页岩油具有作为替代能源的巨大潜力。以吉林省为例,目前该省已探明油页岩储量为174亿吨,含油率超过7%,即便以含油率5%计算,也可开8.7亿吨页岩油。我国每年在煤炭开过程中产生的油页岩近千万吨,仅抚顺西露天矿油母页岩每年排弃量就已达800万吨。可见沉睡的油页岩一旦被唤醒,喷发出来的能量是难以估量的。我国油页岩的开发利用已有80年的历史,规模也比较大,在页岩油的提炼方面积累了较丰富的技术经验,曾经对国民经济建设发挥了十分重要的作用。但是20世纪60年代以后,大庆、胜利等油田相继发现,并投入大规模开发。生产成本较高的页岩油开发规模逐渐萎缩,勘察工作基本停滞,油页岩开发利用技术也止步不前。

近年来,随着国际原油价格走高和油页岩开发利用技术的进步,中国油页岩行业的发展又迎来转机。 20世纪五六十年代发展起来的抚顺、茂名、桦甸等油页岩矿,又纷纷加大投资力度,大力开发油页岩。同时,一些新兴的油页岩项目也像雨后春笋一样发展起来。2008年国内年产页岩油约40万吨,其中抚顺矿业集团油页岩炼油厂是目前我国正在运行的最大的油页岩提炼厂,产量达到35万吨。据中国石油大学钱家麟教授等专家预刚,至2015年中国页岩油年产量达到80万吨,爱沙尼亚页岩油产量达到200万吨,巴西30万吨,世界页岩油年产量增至约350万吨。

近年来,我国加大了在油页岩利用技术方面的投入,开展了大量的研究和试验工作。页岩油是一种替代能源,由于页岩油中的烯烃等不饱和烃含量很高,所以它的不稳定性远远高于其他从原油炼成的油品。也就是说,由于其自身的性质决定,页岩油只能直接用作燃料油的组分。如果要用于生产轻质油品如汽油、柴油等,则必须将页岩油进一步加工(如加氢等),这就另需加工的设备,增加投资,费时费力,因而当前在中国,生产出来的页岩油,不再加工而直接出售了。

目前我国已经掌握油页岩综合开发与利用的关健技术与集成技术,油页岩炼制、低热值煤发电技术也日趋成熟,技术上的障碍越来越少。针对现有抚顺炉单台装置处理能力小、油收率低、污染环境等缺点,抚矿集团于2006年成立了“辽宁省抚矿集团工程技术研究中心”,将油页岩综合利用作为重点,开发大型油页岩干馏新工艺和相应的生产装置,研发页岩油生产过程的废水、废渣的处理与循环利用技术。中煤集团支持所属的龙江哈尔滨煤化工公司开展油页岩流化干馏炼油的中试(日加工油页岩50吨),已取得初步成功,日加工油页岩2000吨的工业试验装置的可行性研究报告已初步通过。

我国石油供需缺口逐年加大,石油供不应求的矛盾将长期存在。好在我国还有丰富的油页岩。因此,我国及早做好准备,迎接世界油页岩大开发的到来。通过油页岩大开发,接替部分常规油气,缓解我国能源压力。

根据我国具体情况,业内建议开展全国新一轮油页岩调查和评你制定油页岩勘探、开发技术标准及规范;牵头组织有实力的科研院所进行联合攻关,尽快形成适合我国实际的干馏、燃烧新技术新工艺;制定类似煤层气的油页岩勘探开发产业扶植政策;积极发展油页岩综合开发利用技术,最大限度地保护环境;适度引进国外技术和资金,坚持“以我为主”的勘探开发原则。

油页岩开和干馏的各个环节都有可能对环境造成威胁,正是为了解决环保问题,所以提出了综合利用的思路。

在开环节,由于油页岩埋藏在地下,需要不断抽出地下水,这与开煤炭等矿产对环境造成的危害一致。由于煤矿行业对于这个环保问题有许多自己的解决办法,钱家麟认为不是油页岩开利用的主要环保问题,主要问题仍然在干馏环节。由于在页岩油气的冷却环节必须直接使用大量的水,所以会使水被污染。国外对于污水的解决办法一般是用生物处理,培养细菌分解水中的污染杂质,但成本较高。目前解决办法是,改进工艺,尽量少用冷却水,并取循环供水的办法,少量水的排放,可用于种树,或者焚烧掉。

环保问题是油页岩开发利用中最重要的问题。如果解决得不好,不仅会污染土壤、水源、空气,还会对周围的环境造成破坏。所以在油页岩开发利用项目的前期规划中,需将总投资的20%投入到环保设施中

世界油页岩开发

(一)油砂

我国发育的这些多类型含油气盆地,经历了从古生界至新生界的多期构造旋回,多期生烃、多期成藏、多期破坏和改造,形成了以常规油气为主体的油气,同时也形成了分布广泛、类型多样的油砂油。

在层位上,我国油砂油和干沥青在古生界、中生界和新生界中都有分布,但主要分布在中、新生界中。从地层产状看,准噶尔西部、松辽、茂名、白色等盆地的油砂层产状平缓,在10°以下,其他盆地油砂层的产状在10°~60°不等,总体较陡。

油砂油的类型比较复杂,从重质原油到轻质原油都有发现,这与加拿大、委内瑞拉等国的油砂有明显差别。

1.我国油砂主要形成于燕山期和喜马拉雅期

分布于古生界中的油砂和干沥青主要形成于燕山期,且分布局限,主要位于南方的残留盆地中。如南方的麻江-瓮安地区、黔南坳陷、南盘江坳陷、黔北坳陷和桂中坳陷古生界中的油砂和干沥青矿等。这些盆地中的古生界烃源岩于加里东期或印支期进入生油高峰,并形成古油藏。燕山运动使古油藏抬升,遭受氧化等成矿。

分布于中、新生界中的油砂均形成于喜马拉雅期,且喜马拉雅期形成的油砂油分布广泛、丰富,是我国重要的油砂油成矿期。如准噶尔盆地、松辽盆地、二连盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地中生代的油砂。

2.我国油砂有原生运移、抬升改造和次生运移3种成藏类型

(1)原生运移成藏

盆地生油中心生成的原油,通过运移通道直接运移到地表或近地表而形成油砂矿。松辽盆地西部斜坡带含油层位为萨尔图油层,经油源对比研究和综合分析认为,该区油气来自中央凹陷的青山口组,油气沿着斜坡上运,以姚家组的河道砂为运移通道,聚集于图牧吉区的姚家组。平安镇断陷的边界断层在嫩江组沉积之后开始活动,油气沿断层上运聚集于嫩江组一段储层中;在明水组沉积末期,受挤压应力场的影响,断层封堵性增强,运移的油气被断层遮挡,聚集于姚家组,形成断层以西以嫩江组一段储层为主,断层以东以姚家组储层为主的原生型油砂矿(图5-23)。

图5-23 松辽盆地西斜坡油砂原生运移型成矿模式图

准噶尔盆地西北缘一直是油气的主要指向区,燕山早、中期西北缘构造活动强烈。深部断裂复活向上断至侏罗系,深部生油中心生成的油气沿断层向上运移,在浅层的侏罗系和白垩系再次聚集成油砂矿(图5-24)。

图5-24 准噶尔盆地西北缘油砂原生运移型成矿模式图

(2)抬升改造成藏

早期形成的油气藏,由于后期构造运动抬升到地表改造而形成油砂矿。鄂尔多斯盆地白垩纪晚期,在东胜组下岩段内发育了一系列岩性圈闭。燕山晚期,盆地北部差异性块断升降活动形成了差异性隆起和断陷,断裂使早期形成的一些岩性圈闭被改造成为宽缓背斜型或单斜型的岩性复合型圈闭。此时烃源岩已进入生油气高峰期,构成较好的时空配置关系,侧向和垂向排烃共存。喜马拉雅期构造活动的影响,导致上覆盖层缺失和严重剥蚀而形成油砂矿(图5-25)。青藏地区、黔北岩孔和良村、黔南坝固和平塘等的油砂矿形成机理属于这种类型。

图5-25 鄂尔多斯盆地东胜北油砂抬升改造成矿模式图

(3)次生运移成藏

盆地中较大规模的古油藏遭受后期构造活动破坏,古油藏中原油通过以断层为主的运移通道运移到地表或近地表储层中而形成油砂矿。有的古油藏的破坏是多期的,第一次构造运动原始油藏抬升遭受破坏,原油发生再次运移形成次生残余油藏;第二次构造运动使残余油藏再次遭受破坏,原油运移至地表或近地表的储集体中形成油砂矿。

四川盆地厚坝油砂矿就是古油藏多期破坏成藏。四川盆地震旦系烃源岩是在奥陶纪进入生油阶段,开始生油;志留纪末进入生油高峰期,开始大量生油,此时由于加里东运动旋回龙门山区表现明显,形成天井山隆起带,此时震旦系的油气运移至此,形成天井山古油藏。

印支期既是震旦系烃源岩生成的油气大量运移、聚集的高峰期,同时也是油气被破坏、被生物降解的高峰期。印支晚幕,龙门山山前古隆起带内的油气成为多次运移、聚集、破坏、生物降解的次生残余油藏。喜马拉雅期因喜马拉雅运动,龙门山系全面褶皱回返,构造分析表明,自白田坝组以下,有一组印支期具有出露前锋构造的断裂向地腹深处延伸至海拔-4000m以下,它们在喜马拉雅期的重新活动使之足以构成深部油源与浅部侏罗系之间的连接通道。这些生物降解的残余油及气藏继续再分配,形成现在的侏罗系沙溪庙组油砂矿及沿断裂分布的沥青、油苗(图5-26)。

图5-26 四川盆地厚坝侏罗系沙溪庙组油砂矿次生运移成藏模式图

3.盆地山前带、大型隆起带、盆地斜坡带、残留盆地是有利成矿区

盆地山前带:大型断裂和不整合面发育,为原油运移至表层提供了通道。如西部的大部分盆地,典型的如准噶尔盆地西北缘油砂矿。

大型隆起带:一直是盆地生油坳陷中生成油气运移的指向区,是古油藏形成的有利场所。多期的构造运动不仅有利于油气的成藏,同时对已形成的油藏进行破坏,形成丰富的油砂矿。如西部和中部的叠合盆地:鄂尔多斯盆地的东胜和庙湾-四郎庙油砂矿等。

盆地斜坡带:如松辽盆地西部斜坡的油砂矿就是在晚白垩世反转阶段形成了西部斜坡,来自中央凹陷的青山口组油气,沿斜坡运移至嫩江组一段的萨尔图油层和姚家组的上部砂岩层而形成油砂矿。

残留盆地:南方盆地群大部分是扬子地台盖层发育过程中的一些坳陷盆地或断陷盆地(如黔北坳陷和黔南坳陷)。扬子板块后期不均衡隆升形成的这些残留型含油气盆地是本区油砂分布的有利场所。

4.我国油砂特点

我国油砂分布点多、面广,成矿类型复杂、多样。我国目前已发现的油砂矿带有100余个,在东部、中部、西部、南方、青藏等陆上5个大区都有分布(图5-27)。

图5-27 中国主要含油砂盆地矿带预测

(1)油砂含油率较低、品质差

我国油砂的含油率主要集中在3%~6%之间,占全国总量的56%;含油率大于10%的油砂较少,地质量仅0.94×108t,占全国总量的1.6%(图5-28)。不同油砂性质适用不同的分离方法:内蒙古油砂适合用热化学水洗法;新疆、青海油砂适合用干馏法。由于国内大部分油砂干燥、砂子粒度小、无水膜,水洗困难,如果用溶剂抽提,大量溶剂会挥发到空气中,环保问题将非常严重。

图5-28 我国主要含油砂盆地分布图

(2)油砂有一定潜力,可作为常规石油的补充

目前,全球油砂开发利用尚局限于少数几个国家,其中加拿大探明油砂十分丰富,在勘探开发技术取得重大突破后,开发效益接近常规石油。随着全球能源紧张和高油价的冲击,油砂的勘探开发已引起各国广泛关注。我国油砂勘探刚刚起步,开发利用尚处在试验阶段,初步评价油砂地质量约60×108t,未来可以成为常规石油的重要补充。准噶尔、塔里木、柴达木、松辽、四川等5个盆地可以作为进一步勘探的潜力区;准噶尔盆地乌尔禾、红山嘴、黑油山、白碱滩六九区、松辽盆地的图牧吉、四川盆地的厚坝、柴达木盆地的油砂山等10个矿带可以作为下一步油砂开的有利目标。

(二)油页岩

目前,我国已发现的油页岩成因多数为湖相成因,其次为海陆交互相、浅海陆棚-潟湖相成因。通过进一步研究,对47个盆地的油页岩成矿规律进行了归纳分析,得出我国油页岩主要为陆相湖盆成矿,主要有坳陷深水、断陷浅水、断陷湖沼和陆棚潟湖4种湖盆,油页岩主要赋存在坳陷深水湖泊型和断陷浅水湖泊型湖盆之中,其量分别占全国油页岩量的76%和12%。

1.油页岩成矿规律

(1)坳陷深水湖盆油页岩成矿

据目前资料,世界上绝大多数湖相油页岩都形成于深湖或大型永久湖之中。例如,绿河组的Tipton段和Laney段油页岩(Bradley和Eugster,1969;Fischer和Roberls,1991)。我国准噶尔盆地南部上二叠统油页岩和松辽盆地白垩系青山口组一段和嫩江组一、二段油页岩属于典型的深湖相成因。

在深水湖盆中,厚层暗色泥岩与油页岩是水进体系域和高位体系域的主要沉积物。这两个时期,湖盆可容空间的增大速率大于碎屑物质的供给量,为湖盆欠补偿阶段,沉积物的粒度很细,形成油页岩和暗色泥岩。在陆相层序地层学研究中又将其称为凝缩层,并且在整个湖侵过程中发育多套凝缩层。油页岩发育于湖侵旋回的开始,其底界面为每次的较大湖泛面。

(2)断陷浅水湖盆油页岩成矿

新生代时期,我国发育了大量的小型断陷盆地。桦甸盆地为典型的断陷浅水含油页岩盆地,其油页岩发育在古近系的桦甸组。水进体系域岩性以深灰色、灰黑色泥岩、油页岩为主。高位体系域发育了8层油页岩,叠加方式为典型加积型准层序组叠加结构,整个盆地油页岩都很发育,且分布非常稳定。

(3)断陷沼泽湖盆油页岩成矿

我国断陷湖相沼泽油页岩比较发育,抚顺、渤海湾、钦县、依兰-伊通等盆地中的油页岩都与煤共生。抚顺盆地始新统自下而上发育古城子组巨厚煤层(平均真厚39.0m)、计军屯组巨厚褐色油页岩层(平均真厚88.0m)、西露天组绿色泥页岩层(平均真厚345.0m)。计军屯组沉积时期,盆地基底减速沉降,整个抚顺断陷带内水体广布,成矿的植物种类多种多样,湖泊中形成了厚达200m的油页岩,局部夹异地成因的薄煤层,其沉积环境为湖沼相。

(4)潟湖油页岩成矿

潟湖低水位时期主要形成一套膏盐沉积;水进体系域则主要沉积一套潮坪沉积;高水位时期形成有利于油页岩发育的有机质生产和保存条件,主要为油页岩与石膏的沉积互层。

我国西藏羌塘盆地通波日和毕洛错地区发现了潟湖油页岩。这两个地区的油页岩主要发育在中侏罗统的夏里组。毕洛错油页岩位于夏里组中部和下部,上部为暗色泥岩夹泥灰岩段;中部为油页岩夹薄层泥灰岩段;下部为灰白色中薄层状石膏层夹少量灰色泥灰岩和深灰色油页岩段。通波日油页岩赋存于夏里组下部,含油页岩系为黑色灰岩夹石膏层、油页岩、泥质页岩、灰色泥灰岩和砂岩。这两个地区为明显大的一套浅海亚相-潟湖亚相沉积。

2.油页岩前景

我国油页岩开发历史悠久,但开发成本和环境污染一直是制约油页岩工业快速发展的两大因素,其核心是油页岩的综合利用技术水平问题。

我国油页岩丰富(图5-29),潜力大,可提炼页岩油120×108t,相当于常规可石油的一半多,将成为常规油气的重要补充,开发利用具有广阔的前景,但是,油页岩开发利用必须走炼油-发电-多金属提取-建材联合的生产模式,实现高效、节能、环保的可持续发展。

图5-29 我国主要含油页岩盆地量分布图

(据新一轮全国油气评价,2006)

抚顺矿业集团页岩油化工厂的页岩油化工

油页岩工业开始于1838年的法国,至今已有170余年历史。油页岩的生产出现过3个高峰期:①二战期间石油需求量剧增,油价猛涨,不少国家兴起了油页岩开发热潮,20世纪50年代中国大力发展油页岩,油页岩油产量占全国石油产量的60%以上;②20世纪70年代石油危机爆发,油页岩开发利用又重新得到重视,美国、德国、巴西、日本、苏联等国家研究了各种油页岩干馏炼制油页岩油的方法,部分国家形成工业化生产规模,油页岩利用快速增长;③1980年出现第三个高峰,产量达到4500×104t左右,达到历史最高水平。1980年以后,随着常规石油的大量发现和开发,油价大幅下降,相对油页岩,天然石油质优价廉,油页岩的产量下滑,到2000年仅有1600×104t。进入21世纪,随着常规石油的发现与开发难度增大以及国际油价持续上涨,对油页岩开发利用的重视程度正在不断增强。爱沙尼亚、美国、约旦等国家在油页岩开发利用方面取得了较大进展,爱沙尼亚在油页岩综合开发利用方面最为成功。

中国开发利用油页岩也有70多年的历史,主要是提炼油页岩油、制煤气以及作为燃料直接燃烧,尤其是在油页岩油提炼方面积累了较丰富的技术经验。如辽宁抚顺油页岩工业始于1928年,1959年油页岩油产量达79×104t,为历史最高水平;其油页岩含油率5%~10%,探明储量41×108t;现在辽宁抚顺油页岩厂每年露天开500×104t油页岩,生产 10×104t 油页岩油。广东茂名油页岩最厚达 49m,平均含油 6%~8%,最高13.66%,热值3.9~6.2MJ/kg,探明储量55.15×108t。目前,中国油页岩的开发主要集中在辽宁抚顺、吉林桦甸、山东龙口等地,2011年油页岩油产量大约在75×104t以上,2012年之后油页岩油产量基本稳定在70×104t左右。

油页岩油是什么?

在高油价时代,有关国家对油页岩的开发利用活跃起来。美国国会于2005年通过了发展非常规能源的法案,掀起了油页岩干馏炼油的研发高潮。布什于2008年6月18日声明,支持发展油页岩,鼓励国会放开对批准页岩油试验用地的限制。美国内政部己批准了6项给予石油公司的土地矿产租赁项目,支持开展油页岩干馏炼油。中国油页岩的开发利用起步较早,规模也比较大,但长期以来并没有明显进步。1959年辽宁抚顺年产页岩油72万吨,1953年桦甸年产页岩油5万吨,1962~1992年,广东茂名共生产页岩油300万吨。20世纪60年代以后,由于中国常规油气田的大量发现,油页岩提炼油气成本相对较高,页岩油生产规模逐渐减小,并淡出油品市场,油页岩开发利用技术也止步不前。近年来,由于上轮全球能源需求的增长和解决废弃油页岩环境问题的需要,油页岩的勘探开发面临新的机遇。抚顺、桦甸、罗子沟、黄县等老油页岩矿先后恢复了页岩油生产。2008年,国内年产页岩油约40万吨,其中抚顺矿业集团油页岩炼油厂是目前我国正在运行的、最大的油页岩提炼厂。中石油支持大庆油田用大连理工大学开发的颗粒页岩固体热载体干馏技术,拟建设日加工2000吨柳树河油页岩的工业试验装置。抚顺矿业集团页岩油化工厂投产后预计每年对40万吨页岩油进行深加工,生产化工产品和清洁油品。这个项目投产后将年产6.5吨丙烯、10万吨汽油、20万吨柴油、液化气以及副产品液氮、硫磺等清洁燃料、低硫产品。抚顺矿业集团页岩油化工厂开发利用油页岩不仅可以缓解石油供需矛盾,还可以解决因废弃油页岩造成的环境问题,提高利用率。因此中国应该重视油页岩方面的研究,推动开发利用技术进步,加快油页岩行业发展。

一、油页岩油的基本特征

(一)油页岩油的定义

油页岩油,顾名思义,就是从油页岩中提炼出来的油,因此,了解油页岩油,首先需要了解油页岩。油页岩属于非常规油气,它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源,油页岩储量仅次于煤炭,其热解可得到油页岩油和煤气,因丰富和开发利用的可行性高而被列为21世纪重要的接替能源。

油页岩,又称油母页岩,是一种固体可燃有机质沉积岩。含油率和发热量是评价油页岩工业用途的重要工业指标,因此,一般将灰分产率超过40%,含油率大于3.5%,发热量不少于4.18kJ/g的沉积岩称为油页岩(郑伟,19;刘招君,2006)。从油页岩中提炼出来的油呈黑褐色,略带绿色荧光,成分与石油相似,常称为人造石油,类似原油,经炼制可获汽油、煤油、柴油、润滑油和石蜡等。除了提炼油页岩油,油页岩也可以作为燃料用来发电、取暖和运输。炼油和发电后剩下的废渣生产建筑材料、水泥和化肥或进行化工产品的提炼、金属提取等。

广义上页岩油的概念涵盖了由油页岩炼制得到的油页岩油,因此,为了区别广义上的页岩油概念,将油页岩油定义为从油页岩干馏提炼出来的油,即对开出的油页岩或原位地下油页岩进行加工处理(如低温干馏)所获得的原油(伊然,2015)。由于现在油页岩油概念的特殊性,对油页岩油的评价主要集中在油页岩矿上。

(二)油页岩的性质

1.颜色

油页岩的颜色与其中有机和无机物质组成有关。美国绿河盆地油页岩呈灰绿色,吉林桦甸油页岩呈褐色,准噶尔盆地南缘油页岩(博格达山前油页岩带)呈灰褐色—深灰色。通常油页岩颜色越浅,含油率越高。

2.密度

油页岩的密度主要取决于其中无机矿物质的含量和密度。一般情况下,油页岩密度越大,含油率越低。

3.硬度与强度

油页岩的硬度与强度与所含矿物质的性质和形成年代有关。时代老的油页岩硬度较大。强度和硬度对干馏过程也有影响。

4.灰熔点

油页岩的灰熔点也称熔融性,是油页岩受热时由固态向液态逐渐转化的特性,与油页岩的成分及加工过程有关。在工业上多用软化温度作为熔融性指标,称为灰熔点。低灰熔点的油页岩在热加工时在炉内易结渣,影响生产的进行。我国油页岩灰分中氧化钙较少,因此灰熔点一般较高,软化温度多在1200~1450℃以上。

二、油页岩、利用及发展趋势

全球油页岩比较丰富,世界油页岩油的已知可储量折算成原油的总量要超过世界石油的总可储量。油页岩已有200多年的开发历史,从1839年法国Autun油页岩矿床开开始,到20世纪30年代,世界油页岩油年产量达到了5×106t;20世纪40年代由于第二次世界大战的影响,油页岩油年产量明显下降。1945-1980年,油页岩利用率有快速增长的趋势。但自1980年以后,由于石油的大量发现和开发,世界性大规模开廉价石油,直接影响了油页岩开发利用的进程。但在80年代后期,世界能源消费量猛增,油页岩工业也再次兴起。随着国际油价的波动以及全球能源需求的不断增长,以及石油的世界性大量消耗,开发石油及替代品是各国能源开发研究的主要课题,因此人造石油——油页岩油的地位越来越显得重要,重新引起世界各国的重视。

(一)油页岩分布

全球油页岩十分丰富,据不完全统计其蕴藏量约有10×1012t,比煤炭量多40%,且分布非常广泛。根据2006年对世界范围内33个国家和地区的油页岩综合统计结果(图2-3),折算成油页岩油,总储量超过4000×108t,远远超过了世界石油储量1500×108t、总量3000×108t的数据。世界油页岩油储量超过10×108t的国家有美国、俄罗斯、刚果(金)、巴西、摩洛哥、约旦、澳大利亚、爱沙尼亚和中国等。美国的油页岩储量为3035.66×108t,约占世界总储量的66%。美国大约75%的油页岩集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州。

中国的油页岩也较丰富,其中最负盛名的为抚顺矿区,与煤共生,探明油页岩储量36×108t,平均产油率约5.5%;茂名油页岩矿,可储量40×108t,平均产油率6.0%。据国土部新一轮油气评价(2005)结果,我国油页岩主要分布在22个省和自治区、47个盆地,共有80个含矿区。全国油页岩为7199.37×108t,油页岩油为476.44×108t,油页岩油可回收为119.79×108t(表2-4)。

图2-3 世界主要国家油页岩油估量份额(据刘招君,2009)

表2-4 全国油页岩/油页岩油评价结果(据刘招君,2009) 单位:104t

我国油页岩主要分布在东部区和中部区,东部区(主要包括松辽盆地和渤海湾盆地)为3442.48×108t,中部区(主要包括鄂尔多斯盆地和四川盆地)为1609.64×108t,青藏区(主要是羌塘盆地)为1203.20×108t,西部区(主要包括柴达木盆地、塔里木盆地和准噶尔盆地)为749.43×108t,南方区(前面四区以外的中国南方大部分地区)为194.61×108t,这5个地区分别占我国油页岩的48%、22%、17%、10%和3%。其中含油率为5%~10%的油页岩油量为182×108t,含油率大于10%的页岩油量为140×108t,远比国内已经发现的天然石油储量要多。与美国的油页岩地质特征相比,我国油页岩埋藏较深,油页岩平均厚度约为20~30m,多夹有砂岩、泥岩等,且相当一部分为含油率小于5%的贫矿,含油率大于10%的富矿较少,主要是5%~10%含油率的油页岩。

按盆地划分,我国油页岩主要分布在松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、羌塘盆地、柴达木盆地、抚顺盆地、茂名盆地、民和盆地、敦密盆地等,其中以松辽盆地油页岩量最大,达3000多亿吨;按成矿年代划分,我国油页岩分布年代广,包括了石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪和新近纪;按成矿环境划分,主要油页岩成矿环境包括湖相、湖沼相、海陆交互相、浅湖相、半深湖—深湖相、浅海—潟湖相。

(二)油页岩的开发利用

1.油页岩的开方式

由于油页岩中的有机质呈固态,不能像石油一样在岩石孔隙中流动。油页岩的开分为露天开和地下开,与煤的开非常类似。当地下油页岩层倾角较缓,埋藏较浅,通常小于500m,且油页岩层厚度达几十米时,则可以用露天开方法,即剥离覆盖于油页岩层上面的岩土,使油页岩敞露于地表进行开。露天开除了考虑油页岩的地下埋深外,还须考虑剥比,即覆盖于油页岩层上应剥离的岩土量与油页岩出量之比,这是油页岩露天开经济性的重要因素。如果油页岩层较薄,而覆盖于其上的岩土又较厚,即剥离比很大,那么即使油页岩层埋藏较浅,也会使得开费用很高,从而增加油页岩的利用成本。当油页岩层埋深大于500m时,通常用地下开方法,地下开的方法主要有壁式开和房柱式开。

2.油页岩的利用途径

油页岩的沉积环境范围很广,因此具有多种有机质和矿物质。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:干馏制取油页岩油及相关产品;作为燃料用来发电、取暖和运输;生产建筑材料、水泥和化肥。

1)干馏制取油页岩油及相关产品

油页岩经过加热和裂解可产生类似于天然石油的油页岩油,常称为人造石油。一般来说,1t页岩可提炼出38~378L(相当于0.3~3.2bbl)油页岩油。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。

当前世界上油页岩干馏生产油页岩油的国家只有中国、爱沙尼亚和巴西。2000年世界油页岩油油产量为50×104t,到2011年世界油页岩油产量已达到146×104t(表2-5)。近年来,由于油价下跌,在一定程度上影响了油页岩油产量,但2015年全球油页岩干馏炼油量达到151×104t,其中中国83×104t,爱沙尼亚50×104t,巴西18×104t(马跃等,2016)。

表2-5 2011年世界页岩油产量(据李术元等,2012)

2)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。目前普遍用前一种形式。其次,可以利用油页岩燃烧供暖。另外,可以利用油页岩燃烧带动发动机,用于长途运输。

爱沙尼亚拥有世界上装机容量最大的油页岩发电厂,是利用油页岩发电方面最好的国家,该国94%的电力依托于油页岩发电。中国目前有3座小型油页岩电站,分别为吉林桦甸热电厂,能力15MW;吉林汪清页岩油厂热电站,能力9MW;广东遂溪热电厂,能力6MW(表2-6)。

表2-6 2011年世界油页岩发电厂(据李术元等,2012)

3)生产建筑材料、水泥和化肥

油页岩渣是油页岩在干馏提炼页岩油时产生的废渣,累积堆积占用大量的土地。与此同时,因为油页岩渣中含有大量的重金属元素,雨水淋溶以及扩散后会破坏农业生产,严重污染周围的水源、生物及土地,使土地毒化、酸化,破坏土壤生产能力,从而危害居民的健康。油页岩渣的应用主要是制备陶粒支撑剂、覆膜支撑剂、轻质砖和水泥等建筑材料,以及吸附剂和泡沫玻璃等(周红霞等,2013)。

(三)油页岩油开发面临的问题

虽然油页岩丰富,对于缓解能源危机具有十分重要的意义,但油页岩油的勘探开发仍存在一系列的问题,包括评价、开技术、后期环境破坏等,这一系列的问题都严重制约了油页岩油的开。

方面,油页岩丰富但探明程度低。以吉林省为例,该省的油页岩丰富,总量达2800×108t以上,但查明仅占总量的四分之一,且除桦甸、汪清外,全省99%以上的油页岩还没有进行可行性研究和经济评价,严重制约了的大规模开发和利用。此外,该省油页岩的开发利用率低。目前,全省仅桦甸、汪清两地油页岩正在开发利用,且集中于中、小富矿,富弃贫浪费问题严重。

环境方面,首先对生态及水质破坏严重。数据表明,开1m3油页岩,一般需抽出25m3的地下水,矿水排放导致地表水和地下水中硫酸盐含量大量增加,长期开将破坏生态平衡和水位水质的稳定。二是灰渣污染问题突出。油页岩干馏或直接燃烧后产生大量灰渣,1t原矿干馏后约产生0.7~0.9t半焦,燃烧发电后约产生0.6~0.7t灰渣,需占用大量土地露天堆放,形成粉尘,造成水体等二次污染。三是生产环节产生粉尘、废气、废水、废物等污染环境。主要是破碎筛分工序产生粉尘,干燥单元、加热炉、干馏炉及储存运输过程中产生SO2、NO2、H2S等烟气,干馏、脱硫工艺生成废水,干馏、燃烧等过程产生半焦、页岩灰、炉渣等。四是空区沉陷隐患较大。目前,油页岩开方式为传统的井工开,形成的空区在岩移作用下将使地表产生不同程度的沉陷,对周边居民生产生活、城市建设及用地规划产生较大影响。

(四)油页岩油的发展趋势

2007年世界油页岩年会作出测算,当石油达到每桶25美元时,油页岩地下冷却干馏就可盈利;当油价达到每桶35美元时,将油页岩出加温干馏也可达到盈利点。2012年国际油价在80~110美元/bbl之间波动,虽较2011年有所回落,但油页岩油的价格不断攀升。油页岩油的市场价格从2005年的平均2600元/t上升到2012年的5500元/t。但近年来随着国际原油价格的降低,世界页岩油产量预计将会减少。

对油页岩的利用是综合性的,其经济效益也要综合考虑。以生产页岩水泥为例:1×104t的页岩油厂,可以生产25×104t的水泥,投资25×104t的水泥厂为2000万元,页岩水泥的利润为50~100元/t,纯利润达到每年1250万~2500万元。可见如果投资页岩水泥厂,投资成本当年基本就可收回。如果对油页岩废料加以合理充分利用,其利润甚至不低于从中提炼油页岩油。油页岩油和页岩水泥的综合利润,折合成国际市场的综合油价为10~15美元/bbl,即原油价格在10~15美元/bbl为此项目盈亏平衡区间。当然,提取油页岩油后的副产品还有许多其他用途,牵涉到具体开发利用时,经济效益的计算要统筹考虑。

国家在宏观政策上大力支持油页岩的开发和综合利用,中国在“十一五”发展规划中,就已明确提出将大力开展油页岩的勘探开发,增加科技投入,降低开成本,增加中国油气的保障程度。2011年国家发改委发布的国家产业结构调整指导目录中将油页岩、油砂、页岩气、天然气水合物等非常规勘探开发列为鼓励类产业。因此,应当抓住有利时机,对油页岩进行合理开发。在充分利用油页岩的同时,更要重视环境和经济的可持续发展。根据实际情况,可考虑在以下七个方面对油页岩进行综合利用:(1)引进先进的油页岩干馏工艺生产油页岩油;(2)以炼油焦和筛选后的油页岩为燃料,建设配套燃油页岩循环流化床机组的发电厂;(3)利用油页岩灰渣生产油页岩烧结砖和油页岩水泥等建筑材料;(4)利用油页岩燃烧供暖,为矿区和当地百姓解决冬季取暖问题;(5)借鉴抚顺矿业集团的经验和引进其工艺技术及设备,利用页岩油生产喷雾炭黑;(6)为农业发展生产所需的复合肥;(7)对酚、氨及吡啶等副产品予以综合利用。总之,在最大限度地实现其价值并且考虑环境因素的情况下,油页岩开发利用前景将十分光明,尤其是对于中国这种能源高度依赖国际市场的国家,油页岩市场会更加宽广。国际能源机构预言,2020年以后,非传统来源的石油供应量会有很大的增加,约占世界石油需求总量的8%,这部分增量很可能由部分油页岩油来满足。