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頁岩油
鎖定
- 中文名
- 頁岩油
- 外文名
- Shale oils
- 定 義
- 頁岩層系中所含的石油資源
- 開發方式
- 水平井和分段壓裂技術
- 領 域
- 人造石油
- 分 解
- 褐色、有特殊刺激氣味粘稠狀液體
- 產生時間
- 寒武系至第三系
- 儲 量
- 約11萬億~13萬億噸
- 主要分佈
- 美國、剛果、巴西、中國等
頁岩油來源
透過裂解化學變化,可將油頁岩中的油母質轉換為合成原油。加熱油頁岩至特定温度能將分離蒸氣,即藉由蒸餾產生類似石油的頁岩油——一種非傳統用油——以及易燃的油頁岩氣(頁岩氣亦可指頁岩內含的天然氣體)。類似天然石油,富含烷烴和芳烴,但含有較多的烯烴組分,並且還含有含氧、氮、硫等的非烴類組分。頁岩油的性質,因各地油頁岩組成和熱加工條件的差異而有所不同。中國撫順、茂名、美國格林河(一譯綠河)所產的頁岩油的氫碳原子比較高,適宜於加工製取輕質油品;但由於其含氮量較高,加工煉製時必須加以脱除,否則會影響油品質量。愛沙尼亞所產的頁岩油中酚類等含氧化合物很多,適宜於加工製取化學品。撫順、茂名頁岩油經過適當的加工精製,可以製得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品,還可獲得石蠟、酚類、吡啶類、環烷酸和石油焦等化工副產品。頁岩油加工的方法與天然石油的煉製過程基本相同,包括精餾、熱裂化、石油焦化、加氫精制等過程。
從頁岩油製取輕質油品,是人造石油製取合格液體燃料的方法中成本最低的一種。
頁岩油分佈
據美國《油氣》公佈的統計數字,全世界頁岩油儲量約11萬億~13萬億噸,遠遠超過石油儲量。全球頁岩油產於寒武系至第三系,主要分佈於美國、剛果、巴西、意大利、摩洛哥、約旦、澳大利亞、中國和加拿大等9個國家。
中國頁岩油資源儲量也很豐富,根據2004-2006年新一輪中國油氣資源評價結果,中國頁岩氣資源7199.4億噸,頁岩氣可採資源2432.4億噸;頁岩油資源476.4億噸,頁岩油可採資源159.7億噸,頁岩油可回收資源119.8億噸,遍佈20個省和自治區、47個盆地和80個含礦區,主要分佈在松遼、鄂爾多斯、準噶爾、柴達木、倫坡拉、羌塘、茂名、大楊樹、撫順等9個盆地。其中,松遼、鄂爾多斯、準噶爾等3個盆地油頁岩資源佔全國的74.24%,可回收頁岩油佔全國的64.25%。吉林、遼寧和廣東三個省份的儲量最大。
美國能源信息局估計,全世界頁岩油總儲量為3450億桶,其中俄羅斯750億桶,美國580億桶,中國320億桶。美國專家認為,俄羅斯頁岩油儲量幾乎都藴含於西西伯利亞巴熱諾沃巖系的頁岩油沉積層,在1.24萬億桶總儲量中,即使不考慮經濟效益也只有6%可以開採。近年來,俄盧克石油公司、俄羅斯石油公司同美國埃克森美孚石油合作、俄羅斯天然氣石油公司同殼牌公司合作,計劃開始對頁岩油進行試驗性開採。和俄羅斯情況不同的是,由於壓裂和定向鑽井技術的廣泛應用,美國頁岩油開採已達石油開採總量的30%。在對伊朗進行制裁的情況下,由於頁岩油儲量的存在,使國際市場原油價格能一直保持在每桶120美元以下。
頁岩油組成和性質
頁岩油組成
頁岩油性質
頁岩油常温下為褐色膏狀物,帶有刺激性氣味。頁岩油中的輕餾分較少,汽油餾分一般僅為2.5%~2.7%;360℃以下餾分約佔40%~50%;含蠟重油餾分約佔25 %~30%;渣油約佔20%~30%。頁岩油中含有大量石蠟,凝固點較高,含瀝青質較低,含氮量高,屬於含氮較高石蠟基油。
頁岩油基本特徵
主要有以下六個特徵,源儲一體,滯留聚集;較高成熟度富有機質頁岩,含油性較好;發育納米級孔、裂縫系統,利於頁岩油聚集;儲層脆性指數較高,宜於壓裂改造;地層壓力高、油質輕,易於流動和開採;大面積連續分佈,資源潛力大。
[1]
頁岩油加工
天然石油的加工技術一般都適用於頁岩油的加工。截止2011年,頁岩油的加工方法主要分為加氫處理和非加氫處理二種。加氫處理頁岩油可得到液體燃料,包括柴油、石腦油和汽油,生產的柴油穩定性好,產品收率高,沒有“三廢”排放,但一次性投資大,所需設備費用及操作費用也很高,適合於大型煉油廠;而非加氫處理過程設備投資小,工藝操作簡單,費用較低,適合中小型煉油廠,非加氫處理一般包括酸鹼精製、溶劑精製、吸附精製和加入穩定劑等。
頁岩油利用
頁岩油中豐富的烷烴和烯烴可生產相關的高附加值化學品。C6~10餾分被利用來生產增塑劑;C10~13餾分中通過生物降解線形十二烷基苯所得的產品作為清潔劑原材料;C14~18餾分作為脂肪醇和烷基硫化鹽產品的原材料;重質烷烴餾分通過裂化以生產各種低分子質量的烯烴,也可以獲得瀝青和碳纖維。
而頁岩油中存在的含氮化合物主要為吡啶系氮化物。吡啶鹼是多用途的化工原料,它能溶解一般溶劑所難溶解的有機物,尤其是輕質吡啶,廣泛用於製藥工業。重質吡啶除了氧化製取煙鹼酸外,又是有色金屬礦的浮選劑,尤其對硫化物礦具有優良的富集性能。
頁岩油中的含氧化合物有:酸性含氧化合物和酚類,以及中性含氧化合物。而頁岩油中含氧化合物的利用主要以酚類化合物為主。酚類化合物是塑料、染料、合成纖維、電氣絕緣、防腐蝕和藥品等的主要化學原料。其中重質酚類可以作為銅、鉛、鋅磁鐵等礦物的浮選劑,也是製造木材粘合劑、農藥殺蟲劑等原料。
- 參考資料
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- 1. 鄒才能.非常規油氣地質.北京:地質出版社,2013:149-152
- 2. 世界衞生組織國際癌症研究機構致癌物清單 1類致癌物清單(共120種) .紹興市市場監督管理局[引用日期2022-08-31]
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