中国油页岩

本书是在“新一轮全国油气资源评价”中的“全国油页岩资源评价”国家专项及国土资源部行业科研专项等项目的基础上撰写而成。共分两篇。上篇在介绍油页岩概念和国内外研究历史与现状的基础上,讨论了中国油页岩特征、成矿规律。油页岩资源评价体系、分布特征、勘查目标优选,油页岩低温干馏技术、原位开采技术、综合利用及环境保护：下篇介绍了中国典型油页岩矿床、矿床成因和资源概况等。     

国际油页岩开发技术与研究进展记第33届国际油页岩会议

笔者参加了美国科罗拉多矿业学院于2013年10月14-16日组织召开的第33届国际油页岩会议(33rd Oil Shale Symposium).为了让国内学者了解国际油页岩开发技术与研究的进展情况,笔者选取了会上重要报告,从油页岩资源的地质调查、油页岩化学分析技术、地面干馏技术、地下原位转化技术、国际油页岩项目动态和油页岩资源开发风险评估等方面介绍了国际油页岩研究的新进展.国际上对油页岩资源的开发与利用正向着快速、经济、原位和环保的方向发展,会议上提出的油页岩光谱分析、沸腾油原位转化工艺及其先导试验区的建设、油页岩新项目的设计与发展等相关技术与理念都非常值得我国油页岩行业学习与借鉴.     

我国油页岩资源潜力及其利用的可行性

本文简单介绍了油页岩的用途,我国油页岩矿产的分布及潜在资源量,通过我国油页岩资源开发现状,详细介绍了地面干馏技术及工艺流程,并与世界各大油页岩矿生产工艺进行对比,尤其是地下转换技术问世,使油页岩开发利用更加经济、环保、可行。     

微生物地质技术及其应用前景

在分析和总结微生物地质技术研究现状和应用前景的基础上,分析和探讨微生物的特性及其作用机理,为我国矿床研究、低品位和难选矿石的选治及其它研究领域提供了一种生物学方法。     

油页岩测井识别技术及应用

传统的油页岩资源勘查与识别主要依靠野外地质调查、钻井取心及测试分析。在对松辽盆地野外地质勘查、岩心描述、测井和测试资料分析及综合研究的基础上,提出了油页岩定性和定量测井识别技术,并在松辽盆地进行了应用。在测井响应上,油页岩表现为高电阻率、高自然伽马、高声波时差和低密度特征;油页岩含油率与测井响应的一元线性回归关系好于二元线性回归关系和三元线性回归关系;油页岩的含油率与电阻率的相关性最好。利用ΔlgR技术不但可以求得油页岩的含油率,还可以求得总有机碳含量。试算结果表明,利用油页岩含油率与电阻率的线性关系和ΔlgR技术计算出的油页岩含油率与实测含油率误差相对较小。     

油页岩成矿作用研究中的关键方法和技术

油页岩作为一种重要的非常规油气资源,如何有效地利用油页岩成矿作用研究中的关键方法和技术实现油页岩的综合识别与评价极其重要。油页岩识别的关键技术主要包括基于岩石学的地质识别、精确的地球化学指标识别、测井技术的垂向高分辨率快速识别和地震技术的三维空间定量刻画。先进的测试技术、创新的理论方法以及高品质地球物理资料的二次开发利用将不断提升油页岩从定性到定量预测识别的精度。油页岩成矿作用研究的关键方法是从古构造条件、古气候条件、古地理条件以及古湖泊环境等地质因素入手,探讨其综合作用下有机质来源、保存条件及成岩作用的变化,由定性向半定量—定量地精细刻画油页岩中有机质聚集过程,从而有效地预测油页岩的展布及其富集规律。由于文中材料以中国陆相含油页岩盆地的研究成果为主,而陆相成因油页岩的识别特征及成因机制可能与海相等成因存在差异,因此,仍需油页岩地质学家不断深入研究与总结。希望此文对页岩油、页岩气及烃源岩研究也具有一定的借鉴意义。     

矿物尘粒与微生物作用研究进展

矿物微（ 尘） 粒与细菌微生物的生物活性和毒性效应研究是国外刚开展的新方向。本文结合国外此类研究的最新进展,以及国内菌／ 尘研究的现状,强调微生物与矿物界面的作用与依存关系。指出目前在居室和大气环境、洋底环境和极地环境、人体环境下的菌／ 尘作用产物和机制研究的不足,以及应开展研究的主要方面,预测了近期矿物与微生物作用研究的趋势。     

油页岩技术可采系数研究与应用

油页岩技术可采系数是将油页岩资源转化为油页岩技术可采资源的关键参数。由于我国油页岩井下开采少,且规模小,无经验借鉴。油页岩开采技术与煤炭开采技术相类似,通过分析油页岩技术可采系数的影响因素,参照煤炭规范中所规定的煤炭地下及露天开采回采率标准,建立了不同条件（开采方式、厚度、倾角和地质类型）、不同资源类型的油页岩技术可采系数的取值标准。油页岩技术可采系数影响因素确定为开采方式（露天开采和地下开采）、厚度（薄层、中厚层和厚层）、倾角（缓倾斜、倾斜和急倾斜）和地质类型（简单、中等和复杂）;不同资源类型（13种）确定技术可采系数时,选取了不同的可信度系数（1.0~0.5）。油页岩露天开采技术可采系数确定为95.0%～42.5%,地下开采油页岩技术可采系数确定为75%～22.5%。并以吉林省汪清罗子沟盆地油页岩资源评价为例进行了具体应用。     

高压-工频电加热裂解油页岩技术室内试验及 氧的驱动效应分析

高压-工频电加热原位裂解油页岩是吉林大学与俄罗斯托木斯克理工大学合作研究的具有占地面积小、污染小、工艺简单等优点的油页岩开采技术。先对油页岩使用高压电击穿,再使用电加热的二步法,可以达到快速裂解油页岩的效果。为了确定裂解油页岩的工艺参数,以及更好地掌握高压-工频电加热裂解油页岩技术,本文对油页岩在有、无氧气条件下的裂解过程进行了热分析试验。试验表明,在有氧与无氧加热条件下,都可完成油页岩的裂解,且裂解过程是相同的,都属于二段式裂解过程。氧在油页岩加热裂解时具有驱动作用,可以降低油页岩的裂解温度、节省能量、提高裂解速度。     

山东黄县断陷盆地油页岩特征及生成机制

古近纪的黄县断陷盆地中,煤与油页岩交互发育,呈旋回式出现。其中油页岩主要呈褐黑色、棕黑色,层理构造不发育,表现为致密坚硬块状。油页岩中有机质质量分数高达45%,并以I型干酪根为主。古生态学显示,古近纪黄县盆地中周期性发生海侵作用,油页岩生成于海水（咸水）与大陆淡水混合的微咸水-半咸水环境中。咸水与淡水混合时发生的凝胶作用是生成该块状油页岩的主要因素。当盆地基底沉降速率较快、发生海侵时,主要为油页岩沉积时期;盆地基底沉降速率较慢、无海侵作用时,盆地为泥炭沼泽环境,主要发育煤层。这种基底沉降速率变化及周期性海水进退,是造成煤与油页岩呈旋回式沉积的主要原因。     

全球页岩油形成分布潜力及中国陆相页岩油理论技术进展

全球非常规页岩层系油气资源丰富,富有机质页岩主要沉积在劳亚构造域和特提斯构造域的上侏罗统、渐新统—中新统、白垩系和上泥盆统4套页岩层系内。交汇分析北美典型页岩油区块产量与R_o数据关系,提出R_o为0.7%作为低熟页岩油和中高熟页岩油的界限,系统评价了全球116个盆地157套页岩层系中高熟页岩油、低熟页岩油技术可采资源量约2 512亿t,主要分布在北美洲、南美洲、北非和俄罗斯,以前陆盆地中新界、克拉通盆地古生界、裂谷盆地和被动大陆边缘盆地的中生界为主。海相页岩油受显生宙以来的海侵影响,富集在稳定克拉通和前陆等类型盆地中,具大面积稳定分布、成熟度适中等特征;陆相页岩油受暖室期气候影响,主要在坳陷、断陷等类型盆地中发育,以微纳米级无机孔隙和微页理裂缝为主要储渗空间通道,具有沉积相横向变化大、“甜点区段”局部富集等特征。中国石油工业正经历从“陆相页岩生油”向“陆相页岩产油”转变,初步形成源岩油气“进源找油”地质理论、陆相页岩油高效勘探及低成本开发技术体系,推动中国陆相页岩油取得重要突破。着力加强应用基础理论研究与关键技术攻关,构建地质-工程一体化模式,...     

松辽及外围盆地油页岩资源潜力与政策建议

油页岩是一种重要的替代能源,我国东北地区的松辽及外围盆地油页岩资源非常丰富。根据最新研究结果,松辽盆地的油页岩资源折算成页岩油约为578.4亿t。目前,东北地区油页岩开发生产基本仍局限在老油页岩基地,采用露天或井下挖掘开采,成本高、生产规模小,产量尚未达到历史上的最高水平,与丰富的资源很不匹配。同时,巨大的油页岩资源及其可能带来的丰厚回报,驱使国内外投资者在松辽及外围盆地开始争夺油页岩资源,由此可能引起油页岩资源无序竞争及资源浪费等诸多严重问题。国家应立足长远,加强油页岩资源的科学管理,促进油页岩资源的合理开发和利用。     

中国油页岩富集与地质事件研究

油页岩是一种有机质富集的细粒沉积岩,高古湖泊生产力和稳定的还原环境是油页岩成矿的关键.越来越多的学者研究发现,在含油页岩沉积组合序列中,经常出现火山、热液、大洋缺氧、气候突变、海侵、重力流等地质事件.通过对全国50个盆地、95个含矿区油页岩成因和分布规律的总结和归纳,揭示出火山、热液、大洋缺氧、气候突变、海侵、重力流等...     

世界油页岩资源利用和发展趋势

世界油页岩资源丰富, 其探明储量换算成页岩油,远大于世界原油的探明储量。美国油页岩储量居世界首位, 其次则为俄罗斯、扎伊尔、巴西、加拿大、约旦、澳大利亚和中国。油页岩干馏制取页岩油始于19世纪上半叶的法国、英国、德国、西班牙等西欧国家。而后页岩油生产由于廉价原油的开采而衰落, 又由于世界石油危机而兴起; 100多年来、油页岩工业几经波折; 如今中国、爱沙尼亚和巴西拥有页岩油的工业生产。此外、爱沙尼亚、德国、中国和以色列则拥有油页岩燃烧产蒸汽发电的工业装置。当前、由于世界原油价格上涨,页岩油的生产在不少国家已有利可图, 中国、爱沙尼亚等国家正扩建、新建页岩油工厂; 蒙古、约旦等国正考虑筹建页岩油厂, 美国也计划对其丰富的油页岩资源进行加工利用。     

油页岩试样在循环冻融条件下破裂实验研究

由于油页岩原位破碎研究对于油页岩传热效率的提高具有重要的意义,提出了一种油页岩原位破碎室内研究方法,即循环冻融法。本文主要论述了其实验机理、实验台的设计、实验岩样的制备,实验数据的采集与分析等。此次循环冻融实验主要由工程模拟单孔时循环冻融法研究油页岩试样裂缝扩展情况,根据设计要求完成2组试样的制备以及相关实验台的设计,并采用了超声波检测的手段对完成每一实验阶段油页岩试样进行检测,为油页岩原位破碎研究提供一种可行的实验方案,对油页岩传热效率的研究具有一定的参考意义。     

鄂尔多斯盆地陇东地区长7段页岩油特征与资源潜力

重点从鄂尔多斯盆地陇东地区长7段油页岩的地质、地化与含油性等方面分析了其页岩油的地质特征,粗略估算了长7段页岩油的资源潜力。油页岩主要分布在长7段中下部,横向连续性好。有机质丰度高,有机质类型以Ⅰ、Ⅱ型为主,并处于成熟演化阶段,以生油为主,具有较好的含油性。采用体积法对鄂尔多斯盆地陇东地区长7段页岩油的潜在资源量进行了估算,约为283.2亿t,勘探潜力较大,资源丰度为56.64×104 t/km2,是研究区潜在的重要非常规石油资源。     

陕西铜川—黄陵地区油页岩地质特征及利用前景

位于鄂尔多斯盆地东南部的陕西铜川、宜君和黄陵一带赋存着丰富的油页岩资源。主要的含油页岩层位是中—晚三叠世延长组下段上部,具体形成时间为中三叠世晚期。野外观察发现,油页岩露头主要分布于铜川—宜君—黄陵一带,主矿层厚度一般为2~36 m。测得含油率为1.8%~13.7%,发热量为1.66~11.45 M J/kg,推测干酪根类型为I-II1,产烃率为400 kg/t,中等偏好,页岩油(相当于原油)资源量约100×108t,储量近亿吨。宏观和微观资料表明,该区油页岩是在淡水、近岸、强还原、富含有机质的沉积环境下形成的,属于大型内陆湖盆的半深—深湖相,埋藏浅,储量较大,交通条件好,如果在适当时机开发,不仅可获得初步经济效益,也可为鄂尔多斯油页岩的开发利用获取开拓性的经验。该区油页岩矿位于西部最大城市西安市附近,开发利用的意义重大。     

国内外油页岩资源现状及综合开发潜力分析

油页岩作为一种重要的替代能源资源引起了国内外的关注,其主要分布于美国、澳大利亚、巴西、俄罗斯、加拿大、中国、爱沙尼亚等国家。油页岩从寒武纪到第三纪都有分布,沉积环境主要为海相、陆相和湖相。根据目前全球33个国家和地区油页岩资源现状,若将它折算成页岩油约4 000 亿t。我国油页岩资源丰富,分布于22个省区、47个盆地、80个含矿区。油页岩主要集中分布在吉林、广东、辽宁、山东、新疆和海南等省区。沉积时代以新生代的第三纪为主,主要为湖相沉积。不断提高技术,坚持综合开发利用,走炼油-化工-发电-多金属-建材一条龙联合生产的途径,油页岩资源将具有巨大的综合开发潜力。     

油页岩综合利用对周围环境的影响——以抚顺矿区为例

世界能源日益减少的局面为油页岩的开发应用带来广阔的前景，但油页岩工业所带来的环境影响亦不容忽视。以抚顺油页岩为例，从油页岩综合利用和油页岩工业对环境的影响等方面系统讨论了在我国发展油页岩工业时，如何本着节约能源、保护环境、实现可持续发展的观念，利用现有先进技术，科学发展油页岩工业，降低生产过程中的固、液、气污染物对环境的危害。     

Petroleum Origins and Accumulation Patterns in the Weixinan Sag in the Beibu Gulf Basin, Using Subsag B as an Example

Crude oil has been discovered in the Paleogene and Neogene units of the Weixinan Sag in the Beibu Gulf Basin. To determine the source and accumulation mode of this crude oil, 12 crude oil samples and 27 source rock samples were collected and an extensive organic geochemical analysis was conducted on them. Based on the geological conditions and the analytical results, the types, origins and accumulation patterns of crude oil in the study area were elucidated. Except for a shallowly-buried and biodegraded crude oil deposit in Neogene rocks, the crude oil samples in the study area were normal. All of the crude oils were derived from lacustrine source rocks. According to biomarker compositions, the crude oils could be divided into two families, A and B, distinctions that were reinforced by differences in carbon isotope composition and spatial distribution. Oil-source correlation analysis based on biomarkers revealed that Family A oils were derived from the mature oil shale at the bottom of the second member of the Liushagang Formation, while the Family B oils formed in the mature shale of the Liushagang Formation. The Family A oils, generated by oil shale, mainly migrated laterally along sand bodies and were then redistributed in adjacent reservoirs above and below the oil shale layer, as well as in shallow layers at high structural positions, occupying a wide distribution range. The Family B oils were generated by other shale units before migrating vertically along faults to form reservoirs nearby, resulting in a narrow distribution range.