油页岩讲座.

2019/12/2311十五863子课题验收汇报1油页岩主讲：王顺玉西南石油大学2011年9月2019/12/2321十五863子课题验收汇报2主要内容油页岩的概念油页岩的主要用途油页岩的发展历程油页岩的研究现状油页岩的分布特征油页岩的物质组成及性质油页岩的形成条件及成矿条件油页岩的资源评价油页岩的开发利用页岩油2019/12/2331十五863子课题验收汇报3油页岩与煤炭、石油、天然气一样属于化石燃料，是非可再生资源、一次能源。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。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。引言2019/12/2341十五863子课题验收汇报42003～2007年，国土资源部、国家发改委和财政部联合开展了新一轮全国油气资源评价工作，除评价石油天然气外，还评价了煤层气、油砂、油页岩。评价认为：中国非常规油气资源丰富，随着勘探开发的进一步深入，一定会对常规油气资源形成重要的补充。引言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。2019/12/2351十五863子课题验收汇报57652126023476120280176294870200400600800资源量（亿吨油当量）石油油砂油页岩天然气煤层气矿种地质资源量可采资源量引言常规油气（石油、天然气）与非常规油气（煤层气、油页岩、油砂）的可采资源量之比为1.7:12019/12/2361十五863子课题验收汇报6我国能源供应安全、能源结构调整，迫切需要能源供应的多元化。在发现大油气田之前，油页岩在我国是一种重要的油气替代能源。我国油页岩资源丰富，技术、设备成熟，具备油页岩产业发展的基础条件。目前，原油价格一直走高，使页岩油具有了竞争能力。加快发展我国油页岩资源的勘探开发利用，以满足国民经济发展的需求已成当务之急引言2019/12/2371十五863子课题验收汇报7油页岩的概念2019/12/2381十五863子课题验收汇报8美国绿河盆地R7段油页岩宏观地貌图油页岩的概念2019/12/2391十五863子课题验收汇报9油页岩的主要用途油页岩可提炼出各种燃料油类，也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。油页岩可谓“全身是宝”。归纳起来，油页岩有三种主要用途：1、干馏制取页岩油及相关产品若将油页岩打碎并加热至500℃左右，就可以得到页岩油。我国常称页岩油为人造石油。一般来说，1吨油页岩可提炼出38至378公升（相当于0.3至3.2桶）页岩油。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。2019/12/23101十五863子课题验收汇报10油页岩的主要用途2、作为燃料用来发电、取暖和运输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；二是把油页岩低干馏，产生气体燃料，然后输送到内燃机燃烧发电。目前普遍采用前一种形式。利用油页岩燃烧供暖。在2001/2002年度，爱沙尼亚利用油页岩发电和向居民、工业供暖所创造的效益分别占国家税收的76%和14%，对其国民经济具有重要意义。利用油页岩燃烧带动发动机，用于长途运输。2019/12/23111十五863子课题验收汇报113、生产建筑材料、水泥和化肥作为附加品，油页岩干馏和燃烧后的页岩灰主要用于生产水泥、砖等建筑材料。在德国，每年有30万吨油页岩用于水泥的生产。在我国，油页岩干馏和燃烧后的半焦灰渣用来制造砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品。此外，油页岩还可以直接用于有机肥料的生产。如我国陕西有一企业就拟投资1000万元，利用印台地区现有的油页岩资源，在原有50000吨磷肥生产线的基础上进行技术改造，建设年产50000吨油页岩有机复合肥的生产线。油页岩的主要用途2019/12/23121十五863子课题验收汇报12油页岩的主要用途不同国家对油页岩的用途不同：爱沙尼亚：发电和提炼页岩油巴西：运输燃料德国：制造水泥和建筑材料中国和澳大利亚：提炼页岩油和用作燃料俄罗斯和以色列：油页岩主要用于发电2019/12/23131十五863子课题验收汇报13从1838年法国页岩油工业开始至今，油页岩的开发和应用有近200年历史。相对油页岩来说，天然石油质优价廉，伴随着第二次世界大战的爆发、能源危机的出现和石油工业的兴起，油页岩工业曾几度兴衰。油页岩的生产出现过三个高峰期。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60年代初油页岩开发的低谷与中国大庆油田投产密切相关，20世纪70年代出现世界能源危机，各国都在为寻求新的能源而努力，油页岩的开发与利用又重新得到了重视。油页岩的发展历程2019/12/23141十五863子课题验收汇报14美国、日本、德国、巴西、俄罗斯等国家研究了各种油页岩干馏炼制页岩油的方法，部分国家形成工业化生产规模，油页岩利用快速增长，所以1980年出现第3个高峰期，产量达到历史上的最高水平（4540万吨）。自1980年以后，由于石油被大量发现和开发，油价大幅下降，油页岩的产量也一路下滑，到2000年，只有1600万吨。随着国际油价的不断上涨，以及剩余油、低渗透油气藏开发难度的增加、天然气水合物开发的瓶颈技术暂时无重大突破等原因，对油页岩的重视会不断加强。油页岩的发展历程2019/12/23151十五863子课题验收汇报15油页岩的发展历程2019/12/23161十五863子课题验收汇报16油页岩的研究现状2019/12/23171十五863子课题验收汇报17油页岩的研究现状2019/12/23181十五863子课题验收汇报18油页岩的研究现状2019/12/23191十五863子课题验收汇报19世界主要国家页岩油资源量（3995.31）(单位：×108t)美国、俄罗斯、巴西三国占86%；美国占69%1、世界油页岩资源分布油页岩资源的分布中国页岩油资源量476亿吨，排第二位（2006年）2019/12/23201十五863子课题验收汇报204761200100200300400500资源储量可回收资源储量页岩油资源储量油页岩页岩油7199243202000400060008000资源储量油页岩技术可采资源储量亿吨油页岩资源储量油页岩技术可采资源储量亿吨页岩油可回收资源储量2、我国油页岩资源量油页岩资源的分布2019/12/23211十五863子课题验收汇报213、油页岩资源盆地分布2019/12/23221十五863子课题验收汇报223、油页岩资源盆地分布亿吨（45%）154968755401610422020406080100120140160页岩油资源储量(32％)(20％)(18％)(12％)亿吨（45%）154968755401610422020406080100120140160页岩油资源储量(32％)(20％)(18％)(12％)超过一半的探明储量分布在吉林省油页岩资源的分布2019/12/23231十五863子课题验收汇报233、油页岩资源盆地分布油页岩资源的分布2019/12/23241十五863子课题验收汇报24我国油页岩查明资源量品级分布特征4、油页岩储量品位分布(单位：×108t)含油率(%)占全国页岩油资源量的38%油页岩资源的分布2019/12/23251十五863子课题验收汇报25油页岩的物质组成1、2019/12/23261十五863子课题验收汇报262、有机显微组分油页岩的物质组成2019/12/23271十五863子课题验收汇报27油页岩的物质组成3、2019/12/23281十五863子课题验收汇报28油页岩的物质组成4、2019/12/23291十五863子课题验收汇报29分析方法：等离子发射光谱仪化学组分中3%-30%的页岩油是有用、有益组分，其他化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、MgO及TiO2等,含有少量的其它金属氧化物可以考虑综合利用。化学组分中页岩油是有用、有益组分页岩油05101520253035404550含量百分比%化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2OTiO2LOIELSE（松辽盆地油页岩样品进行化学成分分析）铝硅酸盐矿物为主要存在形式，与粘土矿物成分相近，故油页岩有高灰分的特点。油页岩的物质组成2019/12/23301十五863子课题验收汇报30矿物成分以粘土矿物、石英为主，占总含量的85%以上油页岩X-衍射矿物分布01020304050607080含量百分比%矿物名称17井11井1井5井2井21井050100150200250I/SIKChQfsPICcDoAnSidPy相对含量%巴11-1巴11-16巴11-24巴11-44巴11-56巴11-93（松辽盆地油页岩样品矿物成分分析）（内蒙油页岩样品矿物成分分析）松辽盆地油页岩X衍射图谱油页岩中的主要矿物为层状硅酸盐粘土矿物伊利石、伊蒙混层、绿泥石和高岭石，石英、长石、方解石等碎屑矿物，部分样品中含有一定量的白云石和方沸石，此外，少量样品中含有黄铁矿和菱铁矿。油页岩的物质组成2019/12/23311十五863子课题验收汇报31油页岩的物质组成致密块状构造薄片状结构油页岩结构、构造泥状结构抚顺油页岩镜下鉴定页理构造抚顺油页岩手标本层状板状2019/12/23321十五863子课题验收汇报32油页岩的性质1、颜色2019/12/23331十五863子课题验收汇报332、密度、硬度与强度油页岩的性质油页岩的密度与有机质含量呈负相关。（松辽、鄂尔多斯、新疆等地区油页岩样品分析）2019/12/23341十五863子课题验收汇报343、灰熔点油页岩的性质2019/12/23351十五863子课题验收汇报35油页岩物理特性是快速识别油页岩的重要标志油页岩物理特性备注颜色呈棕黑色、黑色、灰黑色、深灰色、暗褐色、黄褐色、浅黄色，少数呈灰绿、深绿或杂色。一般同一产地的油页岩，含油率高的往往颜色较深硬度指甲刻划有油腻感，用小刀削之能起卷普氏硬度系数4.5，较页岩硬度大密度密度小，1.62-2.07g/cm3一般同一矿区油页岩密度愈大，含油率愈低。断口参差状或贝壳状断口与矿物石英的高含量有关可燃性燃烧时火焰长约1—2cm，烟浓黑，并发出浓烈的油味通常含油率高的油页岩燃烧冒白烟或黄烟，带沥青味光泽度含油率较高的油页岩具黯淡光泽、油脂光泽或沥青光泽，擦痕为棕色强度油页岩抗压抗拉抗剪切强度三者之间关系是δ压＞δ拉＞δ剪单轴抗压强度250-300kg/cm2，硅质胶结的油页岩单轴抗压强度最高达800kg/cm2导热性一般为0.7—1.29卡/cm2沿岩层层面的导热性大于沿垂直层面的导热性放射性存在着一些稀有元素和放射性元素它们可放出不同的射线或衰变而产生放射性同位素危害人体健康且有产生高温着火的陷患油页岩的性质2019/12/23361十五863子课题验收汇报36油页岩、碳质页岩、煤的区别油页岩和煤的主要区别是灰分高于40%，和碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。油页岩的性质2019/12/23371十五863子课题验收汇报37成因类型灰分＜40%灰分＞40%含油率＜3.5%含油率＞3.5%腐植类腐植煤腐泥类腐泥煤碳质页岩油页岩混合类混合煤油页岩的性质2019/12/23381十五863子课题验收汇报384、含油率和热值依兰盆地油页岩自燃景观（可燃性）油页岩的性质含油率是指油页岩中页岩油所占的重量百分比（wt%）2019/12/23391十五863子课题验收汇报39测定方法：目前以低温干馏、有机浸取法油页岩边界品位界为ω3.5，由此可将油页岩分为三个品级：我国油页岩资源以中低品位为主，高品位油页岩资源分布范围小。3.5ω≤5低5ω≤10中ω10高含油率随有机质含量增高而变大0246