油页岩是什么(带你读懂油页岩)

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油页岩是什么(带你读懂油页岩)

英国石油公司的2019年世界能源统计年鉴指出,截至2019年年初,全球探明石油储量为1.7万亿桶,委内瑞拉石油储量最大,为3030亿桶;其次是沙特的2970亿桶;随后是加拿大(1670亿桶)、伊朗(1550亿桶)、伊拉克(1470亿桶)和俄罗斯(1060亿桶);美国的储量则少得多,为610亿桶

全球探明石油储量排名

以这些指标来盘算,石油还够人类应用50年,随着传统石油资源日渐匮乏,非惯例油气资源的开发被提上日程,而一种能榨出油的石头——油页岩,尤其受青睐

关于油页岩

油页岩通常被定义为含有有机质的细粒沉积岩,在干馏进程中可发生大批的液态烃类和可燃气体,且大多数有机产物不溶于普通的有机溶剂,因此必需通过加热分解能力释放出这些物资

油页岩

油页岩重要成分为油母质(由有机化合物组成的固态混杂物),虽然名为“油页岩”,但事实上地质学家并不会全然将之归类为页岩,且油母质与石油并不雷同

油母质构造模型

油母质的加工成本比石油高,因此就价钱及开采方面而言,油母质常被视为石油的替代品,具有经济潜力的油页岩矿床一般是指位于或接近地表可通过露天开采、惯例地下开采的油页岩矿床

世界上许多处所都有油页岩矿床,这些矿床从寒武纪(距今约5.42亿年前—4.85亿年)到第三纪(新生代的最老的一个纪,距今6500万年~距今260万年)不等

埃塞俄比亚火山凝灰岩的第三纪大岩石碎片

这些矿床可能是经济价值很小或没有经济价值的小型堆积,也可能是占地数千平方公里、厚度达700米或以上的大型矿床,油页岩沉积于多种沉积环境中,包含淡水到高盐湖泊、陆表海盆等,以及通常与煤沉积有关的石灰质和沿海沼泽地

就矿物和元素含量而言,油页岩与煤有几个不同的方面,油页岩通常比煤含有更多的惰性矿物资(60%-90%),而煤含有不到40%的矿物资,油页岩的有机质是液态和蔼态烃类的起源,通常比褐煤和烟煤的有机质具有更高的氢含量和更低的氧含量

另外,油页岩和煤中有机质的前体物资也不同,油页岩中的大部分有机质起源于藻类,也可能包含维管植物的残余,而煤中的大部分有机质都起源于维管植物

油页岩中某些有机质的起源尚不清晰,因为缺少可辨认的有助于辨认前体生物的生百思特网物构造,这些材质可能是起源于细菌,也可能是藻类或其他有机物细菌降解的产物

爱沙尼亚北部奥陶纪库克斯特油页岩中的化石

一些油页岩的矿物成分由碳酸盐组成,包含方解石、白云石和菱铁矿,其中铝硅酸盐含量较少,其它油页岩则相反,以石英、长石、粘土矿物为主,碳酸盐次之,许多油页岩矿床含有少量的但广泛存在的硫化物,包含黄铁矿和白云母,这表明沉积物可能积聚在厌氧至缺氧的水域中,从而阻拦了洞穴生物和氧化对有机物的损坏

尽管当今世界能源市场上的页岩油相比石油、天然气或煤炭没有竞争力,但在一些缺少其他化石燃料资源国度,拥有容易开采的油页岩矿藏则是很好的能源支持,同时一些油页岩矿床含有增长副产品价值的矿物和金属,如明矾[KAl(SO4)2.12H2O]、苏打石(NaHCO3)、片钠铝石[NaAl(OH)2CO3]、硫磺、硫酸铵、钒、锌、铜和铀

油页岩品位的肯定

油页岩的品位可以通过不同的办法肯定,其成果也可以用不同的单位表现,油页岩的热值可以用量热计测定

通过这种办法获得的值以英制或公制单位报告,例如每磅油页岩的英制热量单位(Btu)、每克油页岩的卡路里(cal/百思特网g)、每千克油页岩的千卡路里(kcal/kg)、每千油页岩的兆焦耳(MJ/kg)和其他单位等

油页岩的热值是岩石的一个有用和根本性质,有助于肯定直接在发电厂燃烧发电的油页岩的质量,但它并没有供给通过干馏发生的页岩油或可燃气体的量的信息

目前最常见的用于评估油页岩资源的剖析办法为改进后的铝甄法,惯例的铝甄法是将100g油页岩样品粉碎至小于2.38mm,接着在铝甄中加热到520℃,并在该温度下坚持加热40分钟

剖析成果

蒸馏发生的油、气和百思特网水蒸气通过用冰水冷却的冷凝器进入分级离心管,然后通过离心分别油和水

油页岩有机物的来源及热成熟度

油页岩中的有机物资包含藻类、孢子、花粉、草本和木本植物的角质层和软木碎片以及湖泊、海洋和陆地植物的其他细胞残骸,这些物资重要由碳、氢、氧、氮和硫组成

一些有机物保存了足够完好的生物构造,因此可以辨认属甚至物种的特定类型,而在另一些油页岩中,有机物资常以无定形条带状基质涌现,有的具细粒状构造,我们一般称之为沥青质体,这种非晶态物资的起源尚不清晰,但它很可能是降解的藻类或细菌残留物的混杂物

油页岩的特点岩相

油页岩中大部分有机质起源于各种类型的海生和湖生藻类,它还可能包含取决于沉积环境和地理地位的高等生物情势的植物碎片及各种混杂物

有机质在深埋进程中,在温度等能源条件作用下,逐渐演变成熟的水平,称为有机质成熟度,如果油页岩被深埋且被加热到足够高的温度,有机物资可能会热分解形成石油和天然气,在这种情形下,油页岩可以成为石油和天然气的烃源岩

油页岩的热成熟度可以通过几种办法在试验室中肯定,一种技巧是视察从钻孔中不同深度采集的样品中有机质的色彩变更,假设有机质受到地热加热作为深度的函数,某些类型的有机质的色彩从浅色变为深色,这些色彩差别可以由岩石学家记载下来,并应用光度学技巧进行测量

另外,镜质体反射率是最主要的有机质成熟度指标,它是石油勘察工作者常用的肯定沉积盆地烃源岩地热蚀变水平的办法,它可以指导(www.isoyu.com原创版权)沉积岩中的有机质何时到达足以发生石油和天然气的温度,然而,这种办法的一个问题在于,富含脂质的有机物可能会下降镜质体的反射率

油页岩工业

页岩油沉积层散布于全球各地,估量所有沉积层共储有2.8兆至3.3兆桶(45010^9 至 52010^9立方米)可采油量,加热油页岩至特定温度能分别蒸气,即借由蒸馏发生相似石油的页岩油(一种非传统用油)以及易燃的油页岩气

工业单位也直接燃烧油页岩作为发电或供暖的劣等燃料。油页岩另也被用作化学原料、建筑工程用处等,油页岩近年在能源矿产方面,受传统石油油价上涨以及某些地域欲保持其能源起源独立性的影响,而渐受看重

然而,油页岩矿业与加工也带来了环境问题,如土地应用、废物料处置、争取有限的水资源、水污染、增长温室气体排放、空气污染等