油页岩怎么提取油
油页岩经低温干馏，可以得到页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油 。油页岩属于非常规油气资源 ， 它与石油、天然气、煤一样 ， 是不可再生的化石能源 。
现在，中国成为利用油页岩炼油的第一个国家，国内企业自主研发的油页岩干馏技术 ， 让原来作为废料处理的油页岩变为了宝贝，经过综合开发利用后变成了新资源 。一旦该技术大规模应用于油页岩炼化的商业化生产中，不仅解决了我国石油短缺的问题，我国不但不会缺油 ， 或许还有望出口石油呢 。
页岩油怎么开采
【页岩油怎么开采，油页岩怎么提取油】页岩油是由压裂开采的 。页岩油是非常规油气资源 ， 低渗透、流动性差，是最难开采的油之一 。压裂是页岩油开采的一项有效手段，人们常形象地称这种开采方式为从石头缝里“挤”出油 。肩负着建设国家级首个陆相页岩油示范区的吉庆油田，不仅要从石头缝里“挤”出油，还要将石头缝里的油“榨”干 ， 其背后所采用的开发模式和生产组织方式将陆续刷新国内纪录，迈入世界先进水平 。
页岩油基本特征：与源储分离的常规石油和近源聚集的致密油不同，页岩油在聚集机理、储集空间、流体特征、分布特征等方面具有明显的特征，与页岩气有更多相似之处 。主要有六个特征：源储一体，滞留聚集；较高成熟度富有机质页岩，含油性较好；发育纳米级孔、裂缝系统，利于页岩油聚集；储层脆性指数较高，宜于压裂改造；地层压力高、油质轻 ， 易于流动和开采；大面积连续分布，资源潜力大 。
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石油是从油页岩中提取出来的 。油页岩又称油母页岩 ， 是由沉积在浅海和湖沼中的腐泥转换而来的 。它的原始物质除古代水生植物、孢子和花粉之外 ， 还有若干动物质 。在地壳不断下降和在深水缺氧的条件下，经嫌气细菌的作用，使腐泥中的有机物质发生还原与分解反应，形成含有丰富碳氢化合物的沥青砂和油页岩 。全世界油页岩和沥青砂含油的总储量高达14160亿吨 。已探明的矿藏含油4400亿吨，相当于7084亿吨标准煤 。对油砂矿的开采，浅层的可采取原地露天开采的方法 ， 深层矿脉必须附设地下开采设备 。加拿大的埃克森资源公司在冷湖矿建造一种能向地下427米深处的厚沥青砂矿床注入热蒸汽的装置，通过定向井眼，确保蒸汽在矿床中最大限度地均匀分配，以加热沥青砂并迫使油流至地面，这种方法称为“半原地”回收法 。油母页岩是一种不透水的含油岩石 。用上述的方法开采是行不通的 。对这种油矿的开采大体步骤是：把油页岩矿石粉碎成极细的粉末，经过加热处理，或者化学处理，便可从油页岩中获得原油 。但这种方法采油率低，从5000万吨矿石中仅能提取500吨石油 。因此，研究和探索新的采油手段和提取石油的方法 ， 是科学家们的努力目标 。
页岩油是新能源吗
有一种岩石叫油页岩，属于化石能源，也和石油天然气一样是不可再生的，其实和煤、炭质页岩的成分接近，但是灰分也就是杂志较高，因此它的能效其实并不高，页岩油就是由这种油页岩提炼的油页岩形成环境是什么
一、油页岩油的基本特征（一）油页岩油的定义
油页岩油，顾名思义，就是从油页岩中提炼出来的油，因此 ， 了解油页岩油，首先需要了解油页岩 。油页岩属于非常规油气资源，它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源 ， 油页岩资源储量仅次于煤炭，其热解可得到油页岩油和煤气 ， 因资源丰富和开发利用的可行性高而被列为21世纪重要的接替能源 。
油页岩 ， 又称油母页岩，是一种固体可燃有机质沉积岩 。含油率和发热量是评价油页岩工业用途的重要工业指标，因此，一般将灰分产率超过40%，含油率大于3.5%，发热量不少于4.18kJ/g的沉积岩称为油页岩（郑伟，1997；刘招君，2006） 。从油页岩中提炼出来的油呈黑褐色，略带绿色荧光，成分与石油相似，常称为人造石油，类似原油 ， 经炼制可获汽油、煤油、柴油、润滑油和石蜡等 。除了提炼油页岩油 ， 油页岩也可以作为燃料用来发电、取暖和运输 。炼油和发电后剩下的废渣生产建筑材料、水泥和化肥或进行化工产品的提炼、金属提取等 。
广义上页岩油的概念涵盖了由油页岩炼制得到的油页岩油，因此，为了区别广义上的页岩油概念 ， 将油页岩油定义为从油页岩干馏提炼出来的油，即对开采出的油页岩或原位地下油页岩进行加工处理（如低温干馏）所获得的原油（伊然，2015） 。由于现在油页岩油概念的特殊性，对油页岩油的评价主要集中在油页岩矿上 。
（二）油页岩的性质
1．颜色
油页岩的颜色与其中有机和无机物质组成有关 。美国绿河盆地油页岩呈灰绿色，吉林桦甸油页岩呈褐色，准噶尔盆地南缘油页岩（博格达山前油页岩带）呈灰褐色—深灰色 。通常油页岩颜色越浅，含油率越高 。
2．密度
油页岩的密度主要取决于其中无机矿物质的含量和密度 。一般情况下，油页岩密度越大 ， 含油率越低 。
3．硬度与强度
油页岩的硬度与强度与所含矿物质的性质和形成年代有关 。时代老的油页岩硬度较大 。强度和硬度对干馏过程也有影响 。
4．灰熔点
油页岩的灰熔点也称熔融性 ， 是油页岩受热时由固态向液态逐渐转化的特性，与油页岩的成分及加工过程有关 。在工业上多用软化温度作为熔融性指标，称为灰熔点 。低灰熔点的油页岩在热加工时在炉内易结渣，影响生产的进行 。我国油页岩灰分中氧化钙较少，因此灰熔点一般较高，软化温度多在1200～1450℃以上 。
二、油页岩资源、利用及发展趋势
全球油页岩资源比较丰富，世界油页岩油的已知可采储量折算成原油的总量要超过世界石油的总可采储量 。油页岩已有200多年的开发历史，从1839年法国Autun油页岩矿床开采开始，到20世纪30年代，世界油页岩油年产量达到了5×106t；20世纪40年代由于第二次世界大战的影响 ， 油页岩油年产量明显下降 。1945-1980年 ， 油页岩利用率有快速增长的趋势 。但自1980年以后，由于石油的大量发现和开发 ， 世界性大规模开采廉价石油，直接影响了油页岩开发利用的进程 。但在80年代后期，世界能源消费量猛增，油页岩工业也再次兴起 。随着国际油价的波动以及全球能源需求的不断增长，以及石油的世界性大量消耗，开发石油及替代品是各国能源开发研究的主要课题 ， 因此人造石油——油页岩油的地位越来越显得重要，重新引起世界各国的重视 。
（一）油页岩资源分布
全球油页岩资源十分丰富，据不完全统计其蕴藏资源量约有10×1012t ， 比煤炭资源量多40%，且分布非常广泛 。根据2006年对世界范围内33个国家和地区的油页岩资源综合统计结果（图2-3），折算成油页岩油，总储量超过4000×108t，远远超过了世界石油资源储量1500×108t、总资源量3000×108t的数据 。世界油页岩油储量超过10×108t的国家有美国、俄罗斯、刚果（金）、巴西、摩洛哥、约旦、澳大利亚、爱沙尼亚和中国等 。美国的油页岩储量为3035.66×108t，约占世界总储量的66% 。美国大约75%的油页岩集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州 。
中国的油页岩资源也较丰富，其中最负盛名的为抚顺矿区，与煤共生，探明油页岩储量36×108t，平均产油率约5.5%；茂名油页岩矿，可采储量40×108t ， 平均产油率6.0% 。据国土资源部新一轮油气资源评价（2005）结果 ， 我国油页岩资源主要分布在22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7199.37×108t，油页岩油资源为476.44×108t，油页岩油可回收资源为119.79×108t（表2-4） 。
图2-3世界主要国家油页岩油估量份额（据刘招君，2009）
表2-4全国油页岩/油页岩油资源评价结果（据刘招君 ， 2009）单位：104t
我国油页岩资源主要分布在东部区和中部区，东部区（主要包括松辽盆地和渤海湾盆地）为3442.48×108t，中部区（主要包括鄂尔多斯盆地和四川盆地）为1609.64×108t，青藏区（主要是羌塘盆地）为1203.20×108t，西部区（主要包括柴达木盆地、塔里木盆地和准噶尔盆地）为749.43×108t ， 南方区（前面四区以外的中国南方大部分地区）为194.61×108t ， 这5个地区分别占我国油页岩资源的48%、22%、17%、10%和3% 。其中含油率为5%～10%的油页岩油资源量为182×108t，含油率大于10%的页岩油资源量为140×108t ， 远比国内已经发现的天然石油储量要多 。与美国的油页岩地质特征相比 ， 我国油页岩资源埋藏较深，油页岩平均厚度约为20～30m，多夹有砂岩、泥岩等，且相当一部分为含油率小于5%的贫矿，含油率大于10%的富矿较少 ， 主要是5%～10%含油率的油页岩资源 。
按盆地划分，我国油页岩主要分布在松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、羌塘盆地、柴达木盆地、抚顺盆地、茂名盆地、民和盆地、敦密盆地等，其中以松辽盆地油页岩资源量最大 ， 达3000多亿吨；按成矿年代划分，我国油页岩分布年代广，包括了石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪、古近纪和新近纪；按成矿环境划分 ， 主要油页岩成矿环境包括湖相、湖沼相、海陆交互相、浅湖相、半深湖—深湖相、浅海—潟湖相 。
（二）油页岩资源的开发利用
1．油页岩的开采方式
由于油页岩中的有机质呈固态，不能像石油一样在岩石孔隙中流动 。油页岩的开采分为露天开采和地下开采 ， 与煤的开采非常类似 。当地下油页岩层倾角较缓，埋藏较浅 ， 通常小于500m，且油页岩层厚度达几十米时，则可以采用露天开采方法，即剥离覆盖于油页岩层上面的岩土，使油页岩敞露于地表进行开采 。露天开采除了考虑油页岩的地下埋深外 ， 还须考虑剥采比 ， 即覆盖于油页岩层上应剥离的岩土量与油页岩采出量之比，这是油页岩露天开采经济性的重要因素 。如果油页岩层较薄，而覆盖于其上的岩土又较厚，即剥离比很大，那么即使油页岩层埋藏较浅，也会使得开采费用很高 ， 从而增加油页岩的利用成本 。当油页岩层埋深大于500m时，通常采用地下开采方法，地下开采的方法主要有壁式开采和房柱式开采 。
2．油页岩的利用途径
油页岩的沉积环境范围很广，因此具有多种有机质和矿物质 。油页岩不但可提炼出各种燃料油类 ， 而且还可炼制出各种合成燃料气体及化工原料，副产品还可用于制砖、水泥等建筑材料 。归纳起来，油页岩有三种主要用途：干馏制取油页岩油及相关产品；作为燃料用来发电、取暖和运输；生产建筑材料、水泥和化肥 。
1）干馏制取油页岩油及相关产品
油页岩经过加热和裂解可产生类似于天然石油的油页岩油，常称为人造石油 。一般来说 ， 1t页岩可提炼出38～378L（相当于0.3～3.2bbl）油页岩油 。油页岩油加氢裂解精制后，可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品 。
当前世界上油页岩干馏生产油页岩油的国家只有中国、爱沙尼亚和巴西 。2000年世界油页岩油油产量为50×104t，到2011年世界油页岩油产量已达到146×104t（表2-5） 。近年来 ， 由于油价下跌，在一定程度上影响了油页岩油产量，但2015年全球油页岩干馏炼油量达到151×104t，其中中国83×104t ， 爱沙尼亚50×104t，巴西18×104t（马跃等，2016） 。
表2-52011年世界页岩油产量（据李术元等，2012）
2）作为燃料用来发电、取暖和运输
首先是用来发电，利用油页岩发电的形式有两种 。一是直接把油页岩用作锅炉燃料，产生蒸汽发电；另一种是把油页岩低温干馏，产生气体燃料，然后输送到内燃机燃烧发电 。目前普遍采用前一种形式 。其次，可以利用油页岩燃烧供暖 。另外，可以利用油页岩燃烧带动发动机，用于长途运输 。
爱沙尼亚拥有世界上装机容量最大的油页岩发电厂，是利用油页岩发电方面最好的国家，该国94%的电力依托于油页岩发电 。中国目前有3座小型油页岩电站 ， 分别为吉林桦甸热电厂，能力15MW；吉林汪清页岩油厂热电站，能力9MW；广东遂溪热电厂，能力6MW（表2-6） 。
表2-62011年世界油页岩发电厂（据李术元等，2012）
3）生产建筑材料、水泥和化肥
油页岩渣是油页岩在干馏提炼页岩油时产生的废渣，累积堆积占用大量的土地 。与此同时，因为油页岩渣中含有大量的重金属元素，雨水淋溶以及扩散后会破坏农业生产，严重污染周围的水源、生物及土地，使土地毒化、酸化，破坏土壤生产能力，从而危害居民的健康 。油页岩渣的应用主要是制备陶粒支撑剂、覆膜支撑剂、轻质砖和水泥等建筑材料 ， 以及吸附剂和泡沫玻璃等（周红霞等，2013） 。
（三）油页岩油开发面临的问题
虽然油页岩资源丰富，对于缓解能源危机具有十分重要的意义，但油页岩油的勘探开发仍存在一系列的问题，包括资源评价、开采技术、后期环境破坏等，这一系列的问题都严重制约了油页岩油的开采 。
资源方面，油页岩资源丰富但资源探明程度低 。以吉林省为例，该省的油页岩资源丰富，总资源量达2800×108t以上 ， 但查明资源仅占总资源量的四分之一，且除桦甸、汪清外，全省99%以上的油页岩资源还没有进行可行性研究和经济评价，严重制约了资源的大规模开发和利用 。此外 ， 该省油页岩的开发利用率低 。目前，全省仅桦甸、汪清两地油页岩资源正在开发利用，且集中于中、小富矿 ， 采富弃贫资源浪费问题严重 。
环境方面，首先对生态及水质破坏严重 。数据表明，开采1m3油页岩，一般需抽出25m3的地下水，采矿水排放导致地表水和地下水中硫酸盐含量大量增加 ， 长期开采将破坏生态平衡和水位水质的稳定 。二是灰渣污染问题突出 。油页岩干馏或直接燃烧后产生大量灰渣，1t原矿干馏后约产生0.7～0.9t半焦，燃烧发电后约产生0.6～0.7t灰渣，需占用大量土地露天堆放，形成粉尘，造成水体等二次污染 。三是生产环节产生粉尘、废气、废水、废物等污染环境 。主要是破碎筛分工序产生粉尘，干燥单元、加热炉、干馏炉及储存运输过程中产生SO2、NO2、H2S等烟气，干馏、脱硫工艺生成废水，干馏、燃烧等过程产生半焦、页岩灰、炉渣等 。四是采空区沉陷隐患较大 。目前，油页岩开采方式为传统的井工开采，形成的采空区在岩移作用下将使地表产生不同程度的沉陷，对周边居民生产生活、城市建设及用地规划产生较大影响 。
（四）油页岩油的发展趋势
2007年世界油页岩年会作出测算，当石油达到每桶25美元时，油页岩地下冷却干馏就可盈利；当油价达到每桶35美元时，将油页岩采出加温干馏也可达到盈利点 。2012年国际油价在80～110美元/bbl之间波动 ， 虽较2011年有所回落，但油页岩油的价格不断攀升 。油页岩油的市场价格从2005年的平均2600元/t上升到2012年的5500元/t 。但近年来随着国际原油价格的降低，世界页岩油产量预计将会减少 。
对油页岩的利用是综合性的 ， 其经济效益也要综合考虑 。以生产页岩水泥为例：1×104t的页岩油厂，可以生产25×104t的水泥 ， 投资25×104t的水泥厂为2000万元，页岩水泥的利润为50～100元/t ， 纯利润达到每年1250万～2500万元 。可见如果投资页岩水泥厂，投资成本当年基本就可收回 。如果对油页岩废料加以合理充分利用 ， 其利润甚至不低于从中提炼油页岩油 。油页岩油和页岩水泥的综合利润，折合成国际市场的综合油价为10～15美元/bbl，即原油价格在10～15美元/bbl为此项目盈亏平衡区间 。当然，提取油页岩油后的副产品还有许多其他用途，牵涉到具体开发利用时，经济效益的计算要统筹考虑 。
国家在宏观政策上大力支持油页岩资源的开发和综合利用，中国政府在“十一五”发展规划中 ， 就已明确提出将大力开展油页岩的勘探开发，增加科技投入，降低开采成本，增加中国油气资源的保障程度 。2011年国家发改委发布的国家产业结构调整指导目录中将油页岩、油砂、页岩气、天然气水合物等非常规资源勘探开发列为鼓励类产业 。因此，应当抓住有利时机 ， 对油页岩资源进行合理开发 。在充分利用油页岩资源的同时 ， 更要重视环境和经济的可持续发展 。根据实际情况，可考虑在以下七个方面对油页岩进行综合利用：（1）引进先进的油页岩干馏工艺生产油页岩油；（2）以炼油焦和筛选后的油页岩为燃料 ， 建设配套燃油页岩循环流化床机组的发电厂；（3）利用油页岩灰渣生产油页岩烧结砖和油页岩水泥等建筑材料；（4）利用油页岩燃烧供暖，为矿区和当地百姓解决冬季取暖问题；（5）借鉴抚顺矿业集团的经验和引进其工艺技术及设备，利用页岩油生产喷雾炭黑；（6）为农业发展生产所需的复合肥；（7）对酚、氨及吡啶等副产品予以综合利用 。总之 ， 在最大限度地实现其资源价值并且考虑环境因素的情况下，油页岩开发利用前景将十分光明，尤其是对于中国这种能源高度依赖国际市场的国家，油页岩市场会更加宽广 。国际能源机构预言，2020年以后，非传统来源的石油供应量会有很大的增加，约占世界石油需求总量的8%，这部分增量很可能由部分油页岩油来满足 。
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