新能源概论-油页岩2

新能源概论（油页岩2）中国地质大学许浩2010年油页岩的资源评价油页岩的开发利用页岩油提纲油页岩资源：是指在地壳内由地质作用形成具有经济意义的固体自然富集物，根据产出形式、数量和质量可以预期最终开采，是技术上可行、经济上合理的。其位置、数量、品位/质量、地质特征是根据特定的地质依据和地质知识确定和估算的。按照地质可靠程度，可分为油页岩查明资源和油页岩潜在资源。相关概念油页岩查明资源：是指经勘查工作已发现的油页岩资源。油页岩潜在资源：是指根据地质依据等预测而未经查证的那部分油页岩资源。油页岩剩余查明资源：是指油页岩查明资源中扣除注销量(包括采出量和损失量)剩余的部分。相关概念油页岩探明资源：是指矿区的勘探范围依照勘探的精度详细查明了矿床的地质特征、矿体的形态、产状、规模、矿石质量、品位及开采技术条件，矿体的连续性已经确定，矿产资源数量估算所依据的数据详尽，可信度高。相关概念油页岩技术可采资源：是指油页岩资源中，在现有和未来可预见的技术条件下可以采出的油页岩资源总量(包括已经采出的)，等于油页岩资源乘以油页岩技术可采系数。其中，油页岩技术可采系数是指油页岩资源中，在现有和未来可预见的技术条件下可以采出部分所占的百分比。相关概念页岩油资源：等于油页岩资源乘以相应的含油率，相当于常规油气的地质资源量。页岩油可回收资源：是指页岩油技术可采资源中，在现有和未来可预见的技术条件下可以干馏出的页岩油的总量，即页岩油可回收资源=页岩油资源×技术可采系数×可回收系数。它相当于常规油气的可采资源量。其中，页岩油可回收系数是指页岩油技术可采资源中，在现有和未来可预见的技术条件下可以干馏出部分所占的百分比。相关概念从世界来看，很多国家的油页岩资源并未做过详细的普查，探明的油页岩资源储量还只占整个资源量的一小部分。随着全球能源消耗的快速增长，开展全球油页岩资源量的评估已迫在眉睫。油页岩的资源评价油页岩的资源评价2004年由国土资源部、财政部、国家发改委所启动的首次全国范围的油页岩资源评价将不同规范标准、不同资源储量类型统一到新标准——2002年版《固体矿产地质勘查规范总则》和《固体矿产资源/储量分类》（GB/T17766－1999）标准，进行了资源储量套改，并按新规范标准，进行了核实估算。其中，油页岩的最低品位取3.5％，最低可采厚度取0.7m，资源量计算方法主要采用体积法，部分勘探程度低的地区采用了类比法，但由于目前我国对油页岩成矿地质条件的研究还不够成熟，类比法在首次油页岩资源评价中的应用还不广泛，有待进一步完善。油页岩的资源评价勘查区级评价单元的边界划分油页岩的资源评价油页岩勘查区主要包括勘探区（矿区）、详查区、普查区和预测区，矿区是指已开发的油页岩勘查区。勘查区（矿区）是指油页岩产地内按勘查区边界或矿区边界进行划分的最基本的油页岩赋存单元。勘查区（矿区）的面积可能相差很大，从几平方公里到几百平方公里。在所收集的油页岩数据资料基础上，依据勘查区的地形地质图、地层综合柱状图和油页岩底板等高线图等，油页岩勘查区内油页岩最低可采边界线的划分主要使用内插法、中点法和推断法，遵循以下四个原则：1、当勘查区最外边的工程（钻孔）钻遇油页岩矿层，且满足工业指标要求（含油率≥3.5％），则板状矿体外推工程间距（钻孔间距）的1/4～1/2的距离所划定的全部范围作为勘查区内油页岩的边界范围。油页岩的资源评价2、当勘查区最外边的工程（钻孔）钻遇油页岩矿层，且满足工业指标要求（含油率≥3.5％），而相邻的另一个工程（钻孔）虽钻遇相应层位的油页岩矿层，但没有达到工业指标要求，则两孔之间的最低可采边界点可由内插法确定，最低可采边界点连线所确定的范围即为勘查区内油页岩的边界范围。油页岩的资源评价3、当勘查区最外边的工程（钻孔）钻遇油页岩矿层，但与它相邻的工程（钻孔）未钻遇相应层位的油页岩矿层，则两个工程的中间点所划定的全部范围作为勘查区内油页岩的边界范围，中间点油页岩厚度和含油率均取零，用内插方法求出油页岩的最低可采厚度和含油率，其中倾角为0°～25°的矿体，最低可采厚度取0.6m；倾角为25°～45°的矿体，最低可采厚度取0.7m；倾角为＞45°的矿体，最低可采厚度取0.8m。油页岩的资源评价4、当勘查区外没有工程控制点或有极少量工程控制点时，可使用推断法确定勘查区内油页岩的边界。根据油页岩厚度预测等值线图、油页岩形成环境分布预测图、含油页岩岩系分布图、含油率预测等值线图等资料，综合分析油页岩分布规律，整合各个参数预测油页岩最低可采边界线，最低可采边界线所圈定的范围即为勘查区的范围。油页岩的资源评价不同类型的含油页岩盆地具有不同的成矿地质特征，相同类型的含油页岩盆地，其成矿地质特征也不完全相同。因此，开展油页岩成矿地质评价研究是油页岩资源评价的关键环节之一，不但可以摸清研究区油页岩的成矿地质特征，总结控制油页岩成矿的主要因素，而且可以提高油页岩的分布预测水平，为油页岩地质类比评价方法及参数的选择提供依据。油页岩的资源评价油页岩成矿地质评价油页岩的资源评价油页岩成矿地质评价油页岩的资源评价对油页岩资源量估算方法的选择主要是依据评价区内油页岩的勘探程度，针对高勘探程度地区主要采用体积法，中勘探程度地区采用体积法或地质类比法，低勘探程度地区采用地质类比法。资源量估算方法油页岩的资源评价资源量估算方法一、体积法按《固体矿产地质勘查规范》（GB/T13908－2002）要求，参照《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/T0215－2002），查明油页岩资源主要采用体积法（几何图形法）进行估算。体积法是固体矿产资源储量的估算方法，指运用各种地质手段综合分析确定出油页岩矿体的边界，计算出油页岩矿体的面积和矿体厚度，求出油页岩矿在地下的原始体积，以求其储量的一种方法。一般，层状油页岩矿体的体积是用油页岩矿体的斜面积乘以矿体的真厚度求得，这种方法适用于中高勘探程度的地区。油页岩的资源评价资源量估算方法其估算公式为：油页岩资源Q油页岩1=S×H×D油页岩技术可采资源Q油页岩2=Q油页岩1×k页岩油资源Q页岩油1=Q油页岩1×ω页岩油可回收资源Q页岩油3=Q页岩油1×k×cS－油页岩面积（km2）；H－油页岩厚度（m）；D－油页岩体重（t/m3）；k－油页岩技术可采系数（%）；ω－油页岩含油率（%）；c－页岩油可回收系数（%）；Q油页岩1－油页岩资源（104t）；Q油页岩2－油页岩技术可采资源（104t）；Q页岩油1－页岩油资源（104t）；Q页岩油3－页岩油可回收资源（104t）油页岩的资源评价资源量估算方法地质类比法也称为资源丰度类比法，其基本假设条件是：假设某一评价区和某一高勘探程度区（类比油页岩解剖区）有类似的油页岩成矿地质条件，那么它们将会有大致相同的油页岩/页岩油资源丰度（面积丰度、体积丰度）。1、面积丰度类比估算方法Q2和Q1分别是评价区和类比油页岩解剖区的资源量104t；S2和S1是对应区的面积，km2；q1为油页岩解剖区的单位资源量，也称面积资源丰度，104t/km2；γ为相似系数（评价区与油页岩解剖区的相似程度）。油页岩的资源评价资源量估算方法由Weeks（1950）提出，Semenovich（1977）提出了一个相似系数的概念，用以描述影响油页岩解剖区和待评价区资源丰度的地质环境因素。2、体积丰度类比估算方法式中：Q2为评价区的资源量，104t；Q1为油页岩解剖区的资源量，104t；V1为评价区的沉积岩体积，km3；V2为油页岩解剖区的沉积岩体积，km3；q1为油页岩解剖区的单位资源量，也称体积资源丰度，104t/km3；γ为相似系数（评价区与油页岩解剖区的相似程度）。油页岩的资源评价资源量估算方法二、地质类比法地质类比法采用的是由已知信息推测未知信息的经典的地质思想，具有应用广泛而类比因素复杂多变的特点，既有多种成矿地质条件的综合类比，也有单一地质要素的类比。类比解剖区的选择依赖于类比条件，类比解剖区选择的正确与否直接影响评价结果。因此，选择合适的类比条件和相应的解剖区并确定相应的类比法，是类比评价最重要的一环。如果类比解剖区资源为地质资源，则评价结果为地质资源；如果类比解剖区资源为可采资源，则评价结果为可采资源。油页岩的资源评价油页岩质量和资源量评价参数及标准关键参数：含油率（ω）、灰分（Ag）、发热量（QgDW）、全硫含量（SgQ）油页岩的资源评价油页岩质量和资源量评价参数及标准（1）含油率（ω）油页岩含油率是指油页岩中页岩油所占的质量分数，是界定油页岩矿产资源概念的指标，也是油页岩品位评价的关键参数，是为了评价油页岩的炼油适合性以及在低温干馏工业中鉴定油页岩性质，并预测各种产品产率。依据含油率的大小，油页岩资源可以被分为低、中、高3个品级：3.5％＜ω≤5％、5％＜ω≤10％、ω＞10％。油页岩的资源评价油页岩质量和资源量评价参数及标准（2）灰分（Ag）灰分是指1g油页岩分析样品在800±10℃条件下完全燃烧后剩余的残渣重量。它既是区别高含碳油页岩与煤资源的关键指标，又是衡量油页岩质量的参数。该参数越低，油页岩的含油率增高，油页岩的质量越好。当高含碳油页岩的灰分产率≤40％时，则归为煤炭资源系列的含油煤。油页岩按灰分高低可划分为3级：a.低灰分油页岩，灰分产率＜65％；b.高灰分油页岩，灰分产率66％～83％；c.高灰分含油页岩，灰分产率83％～88％。油页岩的资源评价油页岩质量和资源量评价参数及标准（3）发热量（QgDW）发热量是指单位重量的油页岩完全燃烧后所放出的全部热量，是评价油页岩作为工业燃料价值的重要参数。由于油页岩在高压的弹筒热量计中燃烧时，其内的硫和氮都将生成酸而放出热量，因此，油页岩在弹筒热量计中燃烧时测定的热量值，要比实际在炉中燃烧时的发热量稍高些。所以，评价油页岩的工业燃料价值，要剔除酸的生成热。从弹筒发热量中剔除酸的生成热后称之为低位发热量（QDW），这是油页岩燃烧时真正可提供的热量。因此，通常采用干燥基的低位发热量（QDW）来衡量其工业燃料价值。该参数越大，其工业燃烧价值越高。一般油页岩的低位发热量高于4.18MJ/kg。油页岩的资源评价油页岩质量和资源量评价参数及标准（4）全硫含量（SgQ）全硫含量是指油页岩中这种硫分的总和，它是评价油页岩利用时潜在环境污染程度的重要指标。按照硫分的赋存状态可将油页岩中的硫分分为有机硫和无机硫两种。它们在油页岩低温干馏或燃烧时将生成SO2等环境污染物。所以，进行油页岩潜在环境污染程度评价时必须使用干燥基的全硫含量。参照煤的含硫量分级，根据全硫含量可将油页岩分为5级：特低硫油页岩SgQ≤1.0％，低硫油页岩1.0％＜SgQ≤1.5％，中硫油页岩1.5％＜SgQ≤2.5％，富硫油页岩2.5％＜SgQ≤4.0％，高硫油页岩SgQ＞4.0％。全硫含量越高，油页岩利用时的潜在环境污染程度越大。油页岩的资源评价油页岩质量和资源量评价参数及标准为与国际资源类型划分接轨，按国家新的《固体矿产地质勘查规范》（GB／T13908-2002）和《固体矿产资源／储量分类》（GB／T17766-1999）要求，首次全国油页岩资源评价先后对油页岩勘查阶段和资源储量进行套改，将油页岩资源类型分为查明资源、潜在资源、技术可采资源和可回收资源，进一步确定地质勘查程度和资源储量类别，划分出111b、121b、122b、2M11、2M21、2M22、2S11、2S21、2S22、331、332、333等资源类型，首次全国油页岩资源评价还将预测出的新资源归入334？型。油页岩的资源评价油页岩可采资源量估算采用体积法对油页岩资源量进行估算时，其技术可采资源直接用体积法计算所得的油页岩资源乘以技术可采系数即可；若采用地质类比法对油页岩资源量进行估算时，类比结果取决于所类比的对象，如果所类比的对象是油页岩技术可采资源，则类比的结果也将是油页岩的技术可采资源。油页岩的资源评价1、开采方式油页岩开采方式分露天开采和地下开采。开采方式不同油页岩技术可采系数不同，通常露天开采比地下开采技术可采系数高。确定开采方式的主要参数是剥采比（露天矿井开采每吨