油页岩资源开发利用现状与趋势

李海明

(承德石油高等专科学校教务处，河北承德 067000)

油页岩资源开发利用现状与趋势

李海明

(承德石油高等专科学校教务处，河北承德 067000)

随着世界能源特别是石油需求量不断上升，油页岩这种非常规油气资源作为石油替代资源越来越受到重视。介绍了国内油页岩资源和利用概况，预测不久的将来油页岩的开发利用将会迎来发展机会。

油页岩;资源概况;干馏;页岩油

油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，主要由水生的低等浮游植物和低等浮游动物经腐败作用和煤化作用而生成，属腐泥煤的一种，其有机物质通常称作“油母”。油页岩在隔绝空气或氧气的情况下，加热至400℃ ～500℃(即称为干馏、低温干馏或热解)，其油母质热解生成页岩油、热解气、热解水及固体残渣。油页岩经低温干馏得到的页岩油类似原油，可进一步加工为汽油、柴油等燃料油，也可直接用作燃料油。油页岩的无机矿物质主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等。油页岩所含的无机矿物质加热时也会发生变化，例如，含结晶水的氧化铝、氧化硅会有脱水反应;碳酸盐于高温下会脱去二氧化碳，生成氧化物。油页岩也可直接燃烧，用于供暖和发电。

1 国内外油页岩资源概况

1.1 国外油页岩资源概况

世界上油页岩资源量巨大，预测储量不下10万亿t，其探明储量换算成页岩油，远大于世界原油的探明储量。油页岩几乎遍布于世界各地，但资源分布并不均衡。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。如美国、爱沙尼亚、俄罗斯、澳大利亚等油页岩资源已经详尽堪查，公布资源量较为可靠。但在很多国家，油页岩储量未经详查，只有一些粗略的估计，有些国家，则没有任何有关其资源量的报道。就目前的勘探情况而言，美国是世界上油页岩资源最丰富的国家，查明地质资源量为33 400亿t，折合页岩油为3 036亿t。

世界上油页岩储量最丰富的国家，前十位大致为:美国、巴西、俄罗斯、中国、澳大利亚、摩洛哥、扎伊尔、加拿大、约旦、爱沙尼亚等。中国排第四位。

1.2 我国油页岩资源情况

我国油页岩资源较丰富，石炭系—第三纪都有产出，但主要产于第三系。我国油页岩资源尚未进行全面调查，还没有能反映资源全貌、较为准确的数据。各种数据差别悬殊，地质部1980年公布的截至1979年底含油率大于5%的探明油页岩储量311.7亿t，抚顺石油研究所的预测油页岩储量4520亿t，两项合计为4 831.7亿t。2004～2006年我国首次开展了全国性油页岩资源评价工作，为了更好地揭示我国油页岩的分布规律及特征，按不同地区、不同层系、不同含油率、不同埋深和不同地理环境进行了归类汇总。评价结果表明，我国油页岩资源丰富，分布范围广，在20个省和自治区、47个盆地，共有80个含矿区，全国油页岩资源为7199.37亿t，若按抚顺石油一厂、二厂的经验数据，每30～35吨油页岩生产1 t页岩油折算，预测的油页岩储量，折合成页岩油大约为476.44亿t。

表1 国内部分省份油页岩资源分布和储量情况

我国油页岩的含油率一般大于5%，多在6%左右，多属贫矿，分布不均匀(见表1)，主要分布于内蒙古、山东、山西、吉林、黑龙江、陕西、辽宁、广东、新疆等9省。由于勘探程度较低，目前仅在14个省(区)计算了探明储量，其中吉林、辽宁和广东的储量较多。有21个省(区)做了储量预测，内蒙古、山东、山西、吉林和黑龙江等省的预测储量大。我国油页岩探明资源量，约85%以上分布在吉林、辽宁和广东省，其中吉林省已探明可采储量为174.5亿t，约占全国油页岩探明总量的55.3%;广东已探明可采储量超过55.15亿t，居全国第2位;辽宁省截至2004年累计探明储量为41.3亿 t。

2 油页岩资源利用

2.1 油页岩利用简史

油页岩的开发利用可以追溯到17世纪。最先是作为能源而被使用的，即干馏炼油和作为燃料，19世纪末时，油页岩的年产规模达百万t。世界上将油页岩干馏制取页岩油的工业始建于19世纪上半叶，1835年法国建成世界上第一座页岩炼油厂，将油页岩干馏制取页岩油，再制煤油、石蜡等用于照明，而后英国、德国、西班牙等也发展了页岩油的生产。到20世纪早期，由于汽车、卡车的出现，油页岩作为运输燃料被大量的开采。直到1966年后，由于大量天然气、油田的发现和廉价的原油大量开采利用，油页岩作为主要矿物能源才退出历史舞台。我国曾是世界上页岩油生产消费主要国家，随着1959年大庆油田的发现和开发，油页岩开采利用逐渐被人们弱化。

目前，油页岩的使用主要集中在提炼页岩油和发电，不同国家对油页岩的用途不同。在爱沙尼亚，油页岩主要用来发电和提炼页岩油，爱沙尼亚利用油页岩发电和向居民、工业用户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。巴西油页岩主要用作运输燃料;德国油页岩主要用于制造水泥和建筑材料;在俄罗斯和以色列，油页岩主要用于发电;在澳大利亚，油页岩主要用于提炼页岩油。在我国，油页岩主要用于提炼页岩油，油页岩干馏和燃烧后的半焦灰渣用来制造砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品或直接用于有机肥料的生产，有的用于采空区回填料。如我国陕西铜川市汇源实业开发总公司就拟投资1 000万元，利用印台地区现有的油页岩资源，在原有50 000 t磷肥生产线的基础上进行技术改造，建设年产50 000t油页岩有机复合肥的生产线。

油页岩产量高的国家主要有爱沙尼亚、俄罗斯、巴西、中国和德国。有数据表明，世界油页岩的产量经历了两个高峰期。第二个高峰期是在1980年，产量达到4 540万t的历史高峰。此后产量基本上一路下滑，到2000年，产量只有1 600万t。但是现在，随着技术进步和环保意识的增强，油页岩资源从单纯的能源利用发展到综合利用，极大地提高了资源利用率，降低了成本，减少了环境污染，为资源的可持续利用提供了保障。

2.2 我国油页岩利用现状

我国油页岩的开采方式采用比较原始的直接开采方式。直接开采包括露天和井下两种开采方式。露天开采适合于埋藏较浅的矿床开采，成本低，安全系数高，辽宁抚顺和广东茂名就是典型的例子。井下开采适合于埋藏较深的矿床，目前吉林桦甸采用井下开采方式小规模开采油页岩。

直接开采方式局限性比较大，对生态环境的破坏也十分严重，主要表现在二个方面:一是生态及水质破坏严重。无论是露天采矿还是井下采矿，都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下，开采1立方米油页岩，一般需要抽出25立方米的地下水;采矿水极大地增加了地表水、地下水中硫酸盐的含量。在巴西，油页岩采矿长期破坏着矿山及其附近的生态平衡和水位水质的稳定。二是直接开采占地太多，特别是在农垦区，一旦开矿就无法完全复耕。

我国油页岩的利用以低温干馏提炼页岩油为主，并少量综合利用。现在主要在辽宁抚顺，吉林桦甸、广东茂名等有一定规模的油页岩开发利用。抚顺石油一、二厂是目前国内最大的页岩油生产企业，按抚顺石油二厂2006年的实际数据，该厂利用抚顺矿区采煤副产品油页岩炼制页岩油，大约干馏30－35 t油页岩可得1 t页岩油，综合加工成本约1 000元，2006抚顺矿业生产页岩油14万t，80%供应到秦皇岛、大连港等船舶公司，产品供不应求。该厂当年页岩油销售价格3 200元/t，实现利税超2亿元，人均20万元，经济效益十分可观。但是这样的经济效益是别人无法企及的，一是抚顺油页岩与煤伴生，开采油页岩享受国家免税的优惠政策。二是油页岩矿石零成本，抚顺油页岩是露天开采煤矿的剥离产物，抚顺矿务局为石油二厂提供的矿石不收成本，仅每吨收取运费3.5元。吉林桦甸当前有三家民营企业，小规模开采干馏油页岩，有可观的经济效益，这主要得益于桦甸油页岩矿虽采用地下开采开，但采矿成本较低，含油率高，在10%以上。广东茂名建有小规模以油页岩为燃料的发电厂。最近，据报道山东龙新矿业集团2010年已实现页岩处理能力60万t/a、年产页岩油5.5万t、半焦40万t，发电1 381万千瓦时，实现销售收入2.43亿元。

3 我国油页岩开发利用趋势

2004年以来，在世界上和国内再一次掀起油页岩开发利用的热潮。2009年分别在爱沙尼亚塔林、美国科罗拉多矿业学院召开的国际油页岩会议;2009年11月在中国重庆召开的全国油页岩会议。会议资料显示，2008年世界干馏法生产页岩油年产量共约100万t，其中中国约为40万t，发达国家，如法国、加拿大、澳大利亚、瑞典等国，开始关注页岩油的生产;印尼、约旦、印度等一些发展中国家也加强了油页岩资源的勘察和加工利用的可行性研究工作。美国于最近几年掀起了油页岩开发利用研究试验的高潮，据美国能源部于2008年统计，共约有29个公司和研究机构，包括一些大石油公司如壳牌、埃克森美孚、雪佛龙等都重新或开始进行了油页岩地下或地上干馏的试验。其中埃克森美孚公司、壳牌公司则在继续开展地下干馏中试。取得页岩油较地上干馏更为经济，但该工艺尚不成熟。

我国是世界上能源消费大国，油气资源短缺，特别是国际油价长期高位运行，国内煤价居高不下，油页岩作为非常规能源的一种，也引来了越来越多的关注。国家发改委出台并从6月1日实施的《产业结构调整指导目录(2011年本)》明确指出，鼓励页岩气、油页岩、油砂、天然气水合物等非常规资源勘探。不少专家预言随着我国油气资源短缺问题日益严重，人造石油的地位将越来越重要，页岩油工业将会出现空前大发展，通过油页岩的开发，可接替部分常规油气，缓解国内能源供应压力。国土资源部发布的《国土资源“十一五”规划纲要》中，明确提出将大力开展油页岩、油砂、天然气水合物等非常规油气资源的勘探开发，增加科技投入，降低开采成本，增加我国油气资源的保障程度。首次将煤层气、油页岩、油砂等非常规油气资源列入国家评价体系，并拟对全国八十个油页岩矿区进行评价。国内不少地方国企、私企将目光转向油页岩的开发利用方向。六十年代以前油页岩矿的勘探成果资料和矿区资料被人重视，例如中国石油辽河石油公司2005年投入部分资金，立项对松辽盆地辽河油区油页岩进行了资源普查，并重点对内蒙奈曼旗杨树沟油页岩勘探图件进行了清绘，设计了矿区详细勘探方案，并准备出资购买该矿区的探矿权。由于种种原因，该项目未能完全实施。2007年该油田勘探开发事业部又立项对辽河油区建昌盆地油页岩了综合利用的分析评价。2007年辽宁成大股份公司投资吉林桦甸油页岩综合开发项目，准备建成集采矿、干馏炼油、热电联产、尾渣利用四位一体的综合开发利用产业链，形成年加工处理300万t油页岩，年产25万t页岩油;对油页岩示范电厂进行技改，改油页岩热电厂为半焦热电厂，准备2010年投产。山东能源龙口矿业集团将实施油页岩综合利用的“五个一”发展框架，公司目标是积极抢占油页岩综合利用产业的制高点，力争“十二五”末，年处理油页岩突破1 000万t，产油100万t。2006年9月，荷兰壳牌石油集团与吉林省正式签订合作协议，首期投资1.5亿美元，将对吉林省油母页岩资源的商业可利用性进行勘察研究，并将应用壳牌油页岩地下转化专利技术开展工业示范，联合开发吉林省丰富的油页岩资源。广东茂名五家大企业合股组成的广东粤电油页岩矿电联营有限责任公司，准备首期投资37亿元人民币，将开发储量达50多亿t的茂名油页岩资源，并建设规模达120万kW的燃油页岩发电厂。

4 结束语

油页岩是一种资源量巨大的能源矿产，是一种非常规油气资源，其潜在的利用价值和经济价值正日益受到重视，必将被人们充分利用，但在目前采用传统的采矿工艺和干馏工艺为主，先进的地下热解工艺技术尚不成熟的情况下，还不具备大规模开发利用的条件，目前的开采利用的都是易开采且含油率高的富矿，国家若不加以规范指导，企业盲目跟风开发，用富弃贫，必将造成巨大的资源浪费和经济损失，环境破坏和污染必不可免。可以预见，先进的地下转化工艺技术(ICP)一旦成熟，油页岩工业必将再度崛起。

［1］ 梁增英，陈文仲.油页岩开发与利用的可行性研究［J］.工业炉，2008(02):10－13.

［2］ 李术元，岳长涛，钱家麟.世界油页岩开发利用现状—并记2009年国内外三次油页岩会议［J］.中外能源，2010(02):21－28.

Status Quo and Prospect of Oil Shale Exploration

LI Hai-ming
(Department of Teaching Affairs，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，Hebei，China)

With the increasing demand for energy，especially for oil，oil shale，as an irregular gas resource which can take the place of oil，is inviting more and more attention.This paper introduces the oil shale resource in China and its utilization，and predicts a bright future for the exploration and utilization of oil shale.

oil shale;survey of resource;carbonization;shale oil

TE122

B

1008-9446(2011)04-0027-03

2011-09-05

李海明(1967－)，男，河北唐山人，承德石油高等专科学校教务处，硕士，副教授，主要从事教学管理与研究工作。