1.油页岩开发利用约束因素分析

2.全国油页岩勘查工作程度

3.高州至重庆驾车路线最佳路线

4.国内油页岩研究历史与现状

油页岩开发利用约束因素分析

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油页岩开发利用约束条件主要有、经济、技术、环保和政策等。

(一)油页岩开发利用约束

约束包括储量基础、禀赋、地质条件、地理环境等各方面。

1.探明储量不足

有开价值的油页岩探明储量是页岩油产业发展的基础。从全国宏观角度来看,我国油页岩开发利用最主要的约束因素是有一定品位(如含油率≥5%)的油页岩的储量不足问题。截至2008年底,全国评价的油页岩地质量高达7391×108t,然而探明的油页岩储量只有85×108t,其中含油率大于5%的剩余可回收页岩油储量只有2.78×108t,只有石油剩余探明经济可储量的13%,如按生产周期计算至多只能形成800×104t/a的产能。这表明我国油页岩丰富,但勘查程度低,能开发利用的储量不足。

当前已知的较大规模的探明储量有辽宁抚顺油页岩矿、广东茂名油页岩矿和海南儋州油页岩矿,油页岩探明储量分别有二三十亿吨,合计占全国油页岩探明储量的89%,而且可露天开。抚顺、茂名油页岩矿含油率约6%~7%,其中含油率≥5%的油页岩占到90%以上;儋州油页岩矿含油率约5%,其中含油率≥5%的油页岩占到73%。抚顺矿务局每年开抚顺西露天矿油页岩数百万吨,数年后将转为东露天矿油页岩。抚顺、茂名页岩油生产有很好的经济和社会效益,有扩大生产的良好发展前景。

我国还有十余处探明的值得开发的油页岩矿,例如吉林省桦甸、汪清罗子沟、山东黄县(龙口)有小型页岩油厂已投入生产,利用抚顺炉干馏炼油;还有甘肃窑街也有公司正建气燃式干馏炼油方炉,大庆油田在柳树河盆地正建颗粒页岩干馏炼油装置,龙江哈尔滨煤化工公司在达连河正建油页岩流化干馏炼油装置,年产页岩油仅数万吨。这些油页岩矿由于探明储量不大,不可能有很大的发展。

2.禀赋较差

经验表明,在我国当前经济技术条件下,就页岩炼油而言,露天开的油页岩矿要求含油率≥5%,地下开的油页岩要求含油率≥8%。只有这样,页岩炼油才是经济的。德国页岩发电厂用的油页岩含油率在4%~4.5%,据此推测我国含油率3.5%~5%的油页岩可考虑用于页岩燃烧发电。发电用油页岩还要考虑其发热值的大小。

统计表明,我国油页岩禀赋较差。全国油页岩平均含油率只有6.59%,比国外大部分国家的油页岩平均含油率8%~13%要低许多;全国含油率≥5%的油页岩只占54%。在全国81个油页岩含矿区中,平均含油率≥5%的油页岩含矿区只占75%,平均含油率≥8%的油页岩含矿区只占17%。有36%的含矿区其油页岩含油率≥5%的不足70%,其中又有25%的含矿区其油页岩含油率≥5%的不足50%。

我国量排在前十位的油页岩含矿区依次有吉林松南、陕西铜川—子长、黑龙江松北、西藏伦坡拉盆地和比洛错、新疆博格达山北麓、青海鱼卡、河南吴城、广东茂名盆地和内蒙古巴格毛德,油页岩地质量之和占到全国的93.6%。但是,油页岩量占到全国64.7%的松南、铜川—子长、松北、巴格毛德等4个含矿区的油页岩平均含油率<5%,而含油率≥5%的也不足35%。平均含油率较高的矿区有伦坡拉盆地(11.28%)、博格达山北麓(10.02%)、鱼卡(9.72%)和比洛错(9.18%),其次为吴城(6.22%)和茂名盆地6.01%等。

我国查明储量规模最大的油页岩含矿区是在吉林松南(原农安、松南、登娄库、长岭等几个含矿区),查明储量高达766×108t。但据所掌握的有限分析资料,松南含矿区油页岩虽然埋深浅,但矿层薄,且平均含油率只有4.8%,含油率≥5%的油页岩仅占34%左右。松南含矿区的油页岩至今未能开发利用。

因此,对我国来说,油页岩禀赋(或品位,主要是指含油率和发热值)是十分重要的不利因素。品位过低,就失去开发利用价值。

只有品位高的油页岩,才有开发利用价值。例如,已探明的吉林桦甸和山东黄县(龙口)油页岩含油率高达10%以上,尽管埋藏深,需地下开,开成本较高,但由于品位好,仍有开价值,已经有企业着手开发。但探明储量不大,仅数亿吨。

3.地质条件不理想

对油页岩开发利用有影响作用的地质条件主要有油页岩矿层厚度、埋深、丰度、地质复杂程度。

矿层少、厚度大的油页岩有利于开。我国大中型油页岩矿具有层数多、矿层薄等特点。油页岩矿层数多于5层的含矿区占25%,多于2层的含矿区占60%。河南吴城油页岩矿层数达到32层。开发条件较好的抚顺油页岩矿有2层,茂名油页岩矿有2层,桦甸油页岩矿有13层,罗子沟油页岩矿有27层。我国油页岩矿矿层累计厚度最薄只有0.72m,最厚达到160m(新疆博格达山北麓);厚度大于10m的含矿区占55%,厚度大于20m的含矿区只占31%。我国量排在前十位的油页岩含矿区,除新疆博格达山北麓油页岩矿较厚外,其他9个含矿区油页岩矿层厚度基本在10~35m范围内,一般在15~25m范围内。

埋藏浅的油页岩矿有利于开。对地面干馏而言,油页岩开深度一般要求小于500m。其中,埋深小于100m的油页岩矿适合于露,埋深在100~500m的油页岩矿适合于井工开。我国埋深在500m以浅的油页岩占65%,埋深在500~1000m的油页岩占到35%。适合于露开的油页岩矿主要有广东茂名、电白和高州,辽宁抚顺和凌源,海南儋州,吉林罗子沟,黑龙江阿荣旗和林口,内蒙古的巴格毛德、敖汉旗和奈曼旗,陕西的铜川和彬县,新疆的博格达山北麓、妖魔山、芦草沟和水磨沟,西藏伦坡拉盆地和比洛错等20余个含矿区。

丰度较高的油页岩矿有利于集中开发利用。由于我国油页岩矿厚度普遍较薄,含油率普遍不高,导致我国油页岩丰度总体较低。丰度≥6000×104t/km2的含矿区主要有辽宁抚顺、海南儋州、新疆准噶尔盆地的博格达山北麓和妖魔山、吉林罗子沟、内蒙古奈曼旗等含矿区;丰度处于(6000~2000)×104t/km2的含矿区主要有广东茂名、电白和高州,吉林桦甸,甘肃窑街和炭山岭,陕西铜川,山东昌乐五图,河北丰宁四岔口和大阁等含矿区。

地质复杂程度简单的油页岩矿有利于开。我国油页岩矿地质复杂程度中等—简单。对油页岩矿地质复杂程度的认识,取决于地质勘查工作程度。

4.地理环境多样

一般来说,平原、丘陵、黄土塬环境的油页岩矿交通便利、人口密集、市场条件好,有利于开发利用;高原、山地、戈壁、沙漠环境的油页岩矿交通不便、人口稀少、市场条件差,不利于开发利用。

我国油页岩矿分布的地理环境复杂多样(图5-1)。在全国油页岩分布中,平原环境占44.0%,丘陵环境占7.5%,黄土塬环境占21.2%,高原环境占16.4%、山地环境占7.9%、戈壁环境占3.0%。平原、丘陵、黄土塬环境的油页岩占到72.7%,总体来说有利于我国油页岩的勘探开发。但是,在我国油页岩量排名前十位的含矿区中,有一半矿区分布在高原、山地、戈壁环境,如西藏伦坡拉盆地和比洛错处在高原环境,新疆博格达山北麓处于山地环境,青海鱼卡和内蒙古巴格毛德处于戈壁环境,这些地区的油页岩不利于开发利用。

图5-1 全国油页岩在不同地理环境中的分布

(二)油页岩开发利用经济约束

原油价格对油页岩的开发利用起到决定性的制约作用。如果国际原油油价太低,页岩油生产成本无法与原油竞争,则油页岩炼油产业就无法生存。例如,20世纪90年代初国际原油价格下降到10美元/桶左右,有近30a生产历史的茂名页岩炼油厂因严重亏损不得不在1992年停产。

当前国际上一般认为当原油价格高于40~50美元/桶时,油页岩炼油就可以盈利(Dammer,2007)。美国能源部于2007年9月公布的美国发展非常规能源规划的研究报告认为,在美国,当油价达到35美元/桶时,地下干馏生产页岩油已经有利;当油价达到54美元/桶时,地上干馏生产页岩油成为有利。

最近几年国际原油价格高涨,至2008年7月高达147美元/桶(张抗,2009),促进了世界和我国的页岩油产业的发展;之后,油价跌至2008年12月34美元/桶,但至2009年6月以来又有所回升,至80美元/桶左右波动。

近年我国主要有辽宁抚顺、吉林桦甸和罗子沟三处生产页岩油。抚顺用的油页岩是煤炭副产品,矿成本不计于页岩油成本中,每吨生产成本约1000元人民币(折合21美元/桶)左右;桦甸油页岩矿取井工开,页岩油每吨生产成本不到2500元人民币(折合52.5美元/桶);罗子沟油页岩矿取露天开,页岩油每吨生产成本约1800元人民币(折合38美元/桶)。2007年我国页岩油的平均价格在3000元人民币/t(折合63美元/桶),2008年则达到5000元人民币/t(折合105美元/桶),2009年10月以来页岩油售价约4500元人民币/t(折合95美元/桶)。这表明当前情况下我国页岩油生产是有利的。

但是,在金融危机的冲击下,2008年年底左右国际原油价格下降到40美元/桶以下,国内页岩油价格“跳水”,降到2000元人民币/t(折合42美元/桶),不少企业利润下滑,甚至亏损,而且页岩油销路不畅。有的企业刚建成投产页岩炼油装置,产品无销路,陷入了进退两难的尴尬局面。吉林几家民营页岩炼油厂由于页岩油库存爆满,不得不暂时停产或半停产。抚顺页岩炼油厂有油品储备罐,没有停产。这说明,低原油价格对我国页岩炼油产业有较大冲击。

以上说明,页岩油的售价对于发展页岩油产业起到了关键的作用。经济因素,尤其是原油的价格,是页岩油产业发展的决定性因素。在我国,页岩油通常作为燃料油出售,燃料油的价格和世界原油价格是密切相关的。经验表明,在我国当前的条件下,一般而言,对于可露天开的油页岩,含油率下限定在5%以上,对于地下开的油页岩,含油率下限定在8%以上,才是值得开发利用的。

国际业内专家普遍估计,世界经济恢复以后,到2010年底,国际原油价格将会重新升到80美元/桶以上(胡国松学,2009)。这对页岩油产业的发展是非常有利的。

如果油页岩矿有其他价值较高的伴生矿产,将有利于矿产综合利用和降低成本。

此外,融资困难也对油页岩产业发展形成制约。油页岩产业投资大,生产规模达到10×104t以上的油页岩炼油项目需要投资2~3亿元人民币以上,小企业没有这样的经济能力,银行也困难。油页岩综合利用项目在建设资金上得不到保证。

(三)开发利用的技术约束条件

油页岩主要用于干馏炼油,也可用于直接燃烧产汽发电,以及页岩灰制取水泥等建材。

油页岩干馏炼油分为地下干馏和地上干馏。

地下干馏是指油页岩不经开,直接设法在地下加热,使页岩分解生成页岩油气导出地面。地下干馏工艺适用于埋藏很深(位于地下500m、600m以下)、且油页岩层厚达数十米的油页岩矿藏。美国绿河油页岩矿藏有相当一部分适用于此类工艺;我国油页岩矿普遍较薄,基本没有适合地下干馏工艺的油页岩矿区。尽管个别地区如新疆博格达山油页岩含油率高,矿层厚达160m,但地层产状陡,也不适合地下干馏工艺。而且地下干馏工艺尚不成熟,在美国也正处于现场中试阶段,在我国也未起步试验。

地上干馏是指油页岩经露天或井下开,再经破碎筛分至所需的粒度,在所选用的合适的干馏炉内,加热至500℃左右干馏炼油。

当前,我国的抚顺块状页岩干馏炉是成熟的炉型,但处理量小,每台炉每天加工100t油页岩,油收率也低,只有实验室铝甑油收率的65%,而且开出来经破碎筛分后留下来的小颗粒页岩大约占到15%~20%,这部分不能用于抚顺炉内加工而舍弃,因此不是理想的炉型。我国还有一种气燃式块状页岩方炉,每台炉每天加工可达300t油页岩,油收率较抚顺炉要高,但产出的页岩半焦的热量没有充分利用,也是缺点。再者,这两种炉型环保较差,三废较多,需要认真处理。

国外的干馏炉型,如巴西Petrosix块状页岩干馏炉,每台炉每天加工6000t油页岩,较抚顺炉的处理规模大60倍,油收率可达实验室铝甑油收率的90%,也是成熟的炉型,但其缺点是产出的半焦污染较大,需加以填埋、植被处理。

爱沙尼亚Galoter颗粒页岩干馏炉,用热页岩灰做固体热载体,在回转炉中加热页岩干馏炼油,每台炉每天加工3000t油页岩,较抚顺炉的处理规模大30倍,油收率可达实验室铝甑油收率的85%,而且可将自矿藏开出来的经破碎筛分的全部的颗粒油页岩用于炉子的干馏,且三废处理较易,污水量少,可直接送至电站锅炉烧掉,可以认为此种炉型是环境友好的炉型,是比较理想的,其缺点是工艺复杂,设备较多,操作较难。从工艺技术来看,选用Galoter炉有利于扩大生产规模,有利于提高生产效益,但是如选用Galoter装置,需要和生产或设计单位进行商务谈判,花费大量外汇才能加以引进。

当前抚顺矿务局引进了Taciuk颗粒页岩干馏炉(ATP)。Taciuk干馏炉系加拿大开发、澳大利亚放大、德国制造。由澳大利亚SPP/CPM在澳大利亚建设一台日加工6000t油页岩的示范型干馏炉,经几年的试运,开工率达60%,后SPP公司将该装置售予美国一能源公司,该公司认为Taciuk工艺不太成熟而停产。抚顺矿务局引进的Taciuk炉,规模也是6000t油页岩每天,可以将抚顺炉不能加工的颗粒页岩进行处理,该装置将于2010年年底以前试运。估计需要花费一定的时间才能达到正常运转。

除了引进先进的干馏工艺技术以外,中国当前还自主开发新的较先进的干馏炉型。中石油支持大庆油田用大连理工大学开发的颗粒页岩干馏新工艺,拟建设一套日加工2000t油页岩的工业试验装置,年产5×104t页岩油。还有中煤集团支持黑龙江龙化公司在上海博申公司开发的粉末页岩流化干馏工艺的基础上、开展中试研究(50t油页岩/d),拟建设一套日加工2000t油页岩的工业试验装置,年产5×104t页岩油。这两项都是中国当前自主开发的干馏炼油项目,自中试放大到工业试验规模,是属于风险投资,但是值得鼓励的。

以上说明,我国现有油页岩干馏工艺成熟,但不适合发展大规模页岩油产业;我国自主开发出的较先进干馏工艺处于中试阶段,需要相当长时间才能进入成熟技术。国外先进的油页岩地下干馏工艺尚不成熟,也不适合我国油页岩矿;国外先进的油页岩地上干馏工艺比较成熟,适合发展大规模页岩油产业,但工艺复杂,技术引进需要花费大量外汇、资本投资回收期长,中小规模的企业承受不了。也就是说,目前的油页岩干馏工艺技术水平不支持页岩油产业大规模发展,未来几年油页岩干馏工艺技术水平有待提高,才能支持页岩油产业大规模发展。

(四)环境保护约束条件

油页岩的开方式分地下开和露天开两种。无论是地下矿还是露天矿,都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下,这样做会危害到矿山附近的耕地和森林。根据粗略估算,为了得到1m3油页岩,一般需要抽出25m3的地下水。抽出的地下水在沉淀固体颗粒后才能排到河里。国外系统监测显示,矿水在很大程度上增加了地面、地下水和湖泊中硫酸盐的含量。在巴西,地下水水位和质量就长期被油页岩矿所扰乱。

用油页岩发电,除了用燃烧较充分的沸腾炉外(德国、以色列掌握这种技术),还有一些用研磨后燃烧的传统方式。研磨燃烧具有利用率低、高污染和高健康危害等不利特点,排除的气体中还有细的、可吸入的扬尘。这些扬尘中含有有毒物质,它们不仅危及电厂附近的环境,而且也影响到远离电厂的地区。另外,页岩油生产过程中放出的热、废水和半焦物质也可能引起环境问题。

环境保护是环保部门约束油页岩产业的主要条件。凡是页岩油生产的新建项目,其可研报告在各级发改委审批前,首先要通过环保部门的评审,对页岩油生产中废水、废料和废气所含的污染物及其处理和排放,都有严格的规定。

对于已存在的页岩油厂和油页岩电站,对环保的要求则较宽松。抚顺矿业集团有两座页岩油厂,其环保几年来虽有改进,厂区绿化较好,但抚顺式炉加料斗未设中间缶,每隔一定时间进料时,炉内油气会外泄,污染大气;此外,生产中发生的污水加入炉底水盆,经页岩灰吸收自水盆排出,从而避免了污水直接排入水系,工厂称为污水的“零排放”,实际上这是污水污染的转移,使得排放至舍场的页岩灰含有了更多的污染物。抚顺矿业集团现正取措施,在露天矿坑口的页岩油厂增设污水处理装置,参照一般炼油厂的污水隔油、浮选和生化处理三道工序处理污水,将净化后的污水加入水盆,以便出水盆的页岩灰不致被污染。吉林汪清页岩炼油厂的三废污染非常严重,臭气熏天,是环保较差的典型。

近年来,我国节能减排任务相当艰巨,对节能减排的要求越来越严格。2009年以来,国家还积极研究制订应对全球气候变化战略措施,把控制温室气体排放和适应气候变化目标作为制订中长期发展战略和规划的重要依据,纳入国民经济和社会发展规划中。这对油页岩产业发展是重大挑战。

此外,平原地区油页岩多分布有基本农田或耕地。例如,吉林扶余、前郭、农安、长春岭等地的油页岩分布区,多是国家生态粮食基地,老百姓吃水主要依靠地下水,油页岩开发可能破坏地下水和粮食基地生态环境。因此,吉林省国土厅建议把这些地区的油页岩作为战略储备起来。海南省把建设生态环境、发展旅游业作为本省的发展战略,儋州油页岩矿的开发将受到重大挑战。

以上表明,环保对油页岩产业的发展越来越严格了。油页岩开发利用的环境保护问题将对未来油页岩产业的发展起很大制约作用。

(五)政策约束条件

对油页岩开发利用来说,尽管重大影响因素主要是石油价格,但适宜的政策对其发展亦十分重要。油页岩产业发展主要涉及财税优惠政策、环境保护政策和政策。

有合理的财税优惠政策护持,可以保障页岩油产业可持续发展,在低油价下保证页岩油生产可以赢利或减少损失。我国曾有针对油页岩作为煤矿副产综合利用的财税优惠政策。国家发改委、财政部、国家税务总局于2004年在关于印发《综合利用目录》(2003年修订)的通知中,将煤的伴生油页岩及所生产的页岩油列为综合利用的产品给予税收优惠的政策。历年来优惠政策包括增值税即征即退,及对企业所得税实行税收优惠。这对煤矿充分利用其副产———油页岩、促进我国页岩油产业的发展起了很好的促进作用。但在《综合利用企业所得税优惠目录》(2008年版)中,却未明确列入煤系伴生矿油页岩及其所生产的页岩油产品。经抚顺矿业集团询问,国家发改委有关人士说遗漏了。抚顺矿业集团希望考虑如2004年那样将页岩油列入综合利用产品给予税收优惠的政策。

但是,我国没有针对独立油页岩矿、油页岩主矿开发利用的财税优惠政策。尽管国家发改委于2007年提出的产业结构调整指导目录中,将油页岩列为第一类鼓励类的项目(“六、石油、天然气”中的“2.油页岩等新能源勘探及开发”),这应该会对我国油页岩产业的发展起到鼓励和促进作用,但效果不如力度大的财税优惠政策。

我国没有针对油页岩产业的专门环保政策。制定油页岩开发利用环境保护的规范和合适政策,既可以促进油页岩产业可持续发展,也可以避免油页岩开发利用造成环境破坏。

我国现行政策对油页岩没有特殊规定,对油页岩的管理重视不够。一些地区和单位存在地方保护主义,影响了油页岩的开发利用。例如,有雄厚经济、技术实力的能源公司,可能无法得到好的油页岩矿;有油页岩的地方或单位,可能不具备油页岩开发的经济和技术实力,或不准备进行开发利用。因此,需要研究管理政策对油页岩开发利用的约束。

综上表明,未来有关优惠政策、环保政策、管理政策等方面的合理制定将促进我国油页岩产业健康发展。

全国油页岩勘查工作程度

(一)全国油页岩勘查总体工作程度

我国油页岩勘探程度较低,已有油页岩勘查工作主要是在20世纪50、60年代开展的,之后长期处于停顿状态。20世纪50、60年代是我国油页岩勘查的高潮期,地质、煤炭、石油、冶金、化工、建材等部门都进行过油页岩勘查工作,取得了较丰富的基础资料和勘探成果。

近年来,随着我国石油供需缺口逐年加大、国际油价不断飙升,油页岩及勘查工作重新受到重视,局部地区有了重大进展。例如,2005~2007年吉林省地质调查院新发现了吉林前郭-农安、扶余-长春岭两处特大型油页岩矿床,并做了详查和评价,控制油页岩储量763.81×108t,取得了重大进展。

截至2008年底,全国有22个省(自治区)局部性地开展了油页岩勘查或调查工作,做了油页岩量预测;绝大部分省(自治区)还开展了油页岩详查、勘探工作并计算了油页岩探明储量。截至2008年底,全国查明油页岩储量1099.68×108t,查明率为14.9%;探明储量仅85.07×108t,探明率仅1.2%。从勘查阶段来看,在查明油页岩储量中,勘探占16%,详查占73%,普查占6%,预查占5%;从地质认识程度来看,在查明油页岩储量中,探明储量占7.7%,控制储量占82.0%,推断量占10.3%。全国查明油页岩储量以详查阶段的控制储量为主,而可供开发利用的勘探阶段探明储量不多(表4-7)。

表4-7 全国油页岩勘查工作程度

全国油页岩探明储量主要分布在辽宁抚顺、海南儋州、广东茂名、高州、电白、吉林桦甸、山东黄县、甘肃窑街等油页岩含矿区,其探明储量占96.6%(表4-8)。

全国油页岩控制储量主要分布在吉林松南(前郭-农安、扶余-长春岭)、广东茂名、电白、高州、辽宁七道泉子、河南吴城、内蒙古巴格毛德、辽宁抚顺、甘肃海石湾等油页岩含矿区,其控制储量占95.2%(表4-8)。

表4-8 全国油页岩探明储量和控制储量分布

在全国81个油页岩含矿区中:

有14个油页岩含矿区还没有查明油页岩量,预测油页岩量为4180.48×108t,占全国油页岩总量的56.57%,占全国潜在量的66.44%。

有15个油页岩含矿区还没有开展勘查工作,推断+预测量为4233.74×108t,占全国油页岩总量的57.29%。

有35个油页岩含矿区的油页岩基本被查明,查明油页岩储量为241.17×108t,仅占全国油页岩总量的3.27%,占全国查明油页岩量的21.93%。

有32个油页岩含矿区的油页岩部分被查明,查明储量858.50×108t,占全国查明油页岩量的78.07%,预测潜在量为2110.89×108t,占全国潜在量的33.56%。

有66个含矿区开展过普查程度以上的地质勘查工作,而且大部分含矿区只是部分开展过勘查工作;绝大多数含矿区的勘查工作还处于普查、甚至是预查阶段,只有极少数含矿区的勘查工作达到详查和勘探阶段。这说明,全国油页岩勘查工作程度总体上依然较低。

(二)全国预查阶段含矿区分布

我国还有15个油页岩含矿区没有开展像样的地质勘查工作,仅做了预查或调查。这些含矿区的油页岩地质量有4233.74×108t(表4-9),占全国油页岩总量的57.3%,占全国油页岩潜在量的67.3%。

表4-9 全国预查阶段含矿区油页岩量分布

这些潜在量主要分布在鄂尔多斯盆地铜川-子长和松辽盆地黑龙江省松北两个含矿区,其油页岩量占到61.5%;其次分布在青藏高原地区伦坡拉盆地和羌塘盆地比洛错两个含矿区,其油页岩量占到28.4%;再次分布在柴达木盆地鱼卡含矿区、茂名盆地油页岩远景区、鄂尔多斯盆地铜川-彬县含矿区、黑龙江大杨树盆地阿荣旗含矿区、四川盆地宜宾内江含矿区等四个油页岩含矿区,其油页岩量占到9.6%。这些含矿区也是未来油页岩勘查工作的理想部署区。

(三)普查以上含矿区勘查工作程度

1.普查以上含矿区勘查阶段

全国81个油页岩含矿区中,勘查工作达到普查程度及以上的含矿区共计66个(表4-10)。

表4-10 不同勘查工作程度含矿区分布表

达到勘探程度的含矿区有21个,占25.9%。包括辽宁抚顺、朝阳,广东茂名、高州、电白,吉林桦甸,山东黄县、兖州,海南儋州,甘肃窑街、炭山岭,黑龙江达连河,内蒙古敖汉旗,陕西铜川,河北丰宁大阁、围场清泉、卢龙鹿尾山,青海小峡、广西钦州、江苏金坛、云南维西。

达到详查程度的含矿区有16个,占19.8%。包括吉林前郭-农安与扶余-长春岭(即原松南、农安、长岭、登娄库)、罗子沟,甘肃华亭、崇信、海石湾,内蒙古奈曼旗,山东昌乐五图,海南海口,新疆妖魔山,河北丰宁四岔口,河南栾川潭头、桐柏吴城、江西安远。

达到普查程度的含矿区29个,占35.8%。包括辽宁石门寨、野马套海、建昌碱厂、凌源、义县万佛堂,陕西彬县、淳化,内蒙古伊金霍洛旗、巴格毛德、石拐,山西蒲县、保德,山东安丘周家营子,黑龙江舒兰、鄂伦春、林口、老黑山,河北丰宁凤山、围场姜家营,宁夏中宁中卫,青海大煤沟,广西那彭,湖南湘乡,江西萍乡,云南楚雄,西藏通波日,新疆水磨沟、芦草沟、博格达山北麓(包括涝坝沟、二工河、白杨沟、大黄山、西沟、林场6个勘查区)。

以上表明,达到或部分达到勘探、详查工作程度的油页岩含矿区只占到45.7%,而普查及以低工作程度的油页岩含矿区占到54.3%,说明我国普查以上含矿区的勘查工作程度依然很低,潜力大,找矿勘查工作前景好。

2.含矿区油页岩量组成

在66个达到普查阶段以上工作程度的油页岩含矿区中,油页岩总量有3157.31×108t,占全国总量的42.72%。66个含矿区中,查明储量1046.42×108t,查明率33.1%;潜在量2110.89×108t,占66.9%。

在查明储量中,探明85.07×108t,占8.13%;控制901.64×108t,占86.13%;推断59.70×108t,占5.74%。

图4-2 全国66个普查以上含矿区油页岩量组成分布图

以上表明,在普查以上含矿区的油页岩量组成中(图4-2),探明储量占3%,控制储量占28%,而推断、预测量占到(67%+2%),同样说明我国普查以上含矿区的勘查工作程度依然很低,潜力大,找矿勘查工作前景好。

3.各勘查阶段油页岩查明储量组成

各油页岩含矿区勘查工作程度和地质认识程度存在差异,导致可信程度不同。达到详查-勘探阶段的油页岩含矿区,钻井数量较多,对油页岩控制程度较高,所估算的油页岩的可信程度较高;普查阶段的油页岩含矿区,其钻井数量较少、或仅有部分探槽,对油页岩控制程度较低,所估算的油页岩的可信程度相对较低。下面分述66个普查以上含矿区油页岩查明储量构成及分布情况。

(1)勘探阶段油页岩查明储量组成。达到勘探阶段的21个油页岩含矿区查明储量177.02×108t。其中,探明储量83.44×108t,控制储量81.46×108t,推断12.12×108t。

在探明储量中,辽宁29.20×108t,占35%;广东25.39×108t,占30%;海南21.38×108t,占26%;吉林3.44×108t,占4%;山东1.77×108t,占2%;甘肃1.95×108t,占2%;河北0.25×108t;陕西0.23×108t;广西0.03×108t;云南0.03×108t(图4-3)。勘探阶段探明储量主要分布在辽宁、广东、海南三省,其探明储量占到91%。

图4-3 21个含矿区勘探阶段油页岩探明储量分布

在控制储量中,广东42.61×108t,占52%;辽宁20.33×108t,占25%;陕西9.04×108t,占11%;甘肃5.76×108t,占7%;海南4.79×108t,占6%;吉林2.27×108t,占3%;山东3.36×108t,占4%;黑龙江0.48×108t、青海0.48×108t、内蒙古0.45×108t、河北0.40×108t、广西0.16×108t、云南0.10×108t、江苏0.03×108t。勘探阶段控制主要分布在广东、辽宁、陕西三省,其控制储量占88%(图4-4)。

图4-4 21个含矿区勘探阶段油页岩控制储量分布

(2)详查阶段油页岩查明储量组成。达到详查阶段的16个油页岩含矿区查明储量802.78×108t。其中,探明储量1.59×108t,控制储量798.16×108t,推断3.02×108t。

在探明储量中,内蒙古6287×104t,占39%;吉林有5290×104t,占33%;甘肃有2964×104t,占19%;河南有1016×104t,占6%;河北有341×104t,占2%;海南省41×104t。详查阶段探明储量主要分布内蒙古、吉林、甘肃三省(自治区),其探明占91%。

在控制储量中,吉林767.23×108t,占96%;河南14.32×108t,占2%;甘肃8.54×108t,占1%;新疆2.67×108t、内蒙古2.05×108t、山东1.68×108t、河北0.87×108t、海南0.81×108t。详查阶段控制储量主要分布在吉林和河南两省,占98%。

(3)普查阶段油页岩查明储量组成。达到普查阶段的29个油页岩含矿区查明储量66.62×108t。其中,探明储量0.04×108t,控制储量22.02×108t,推断量44.56×108t。

在探明储量中,辽宁328×104t,占84%;陕西48×104t,占12%;黑龙江15×104t,占4%。

在控制储量中(图4-5),内蒙古100770×104t,占45%;辽宁70096×104t,占31%;陕西14859×104t,占6%;新疆19222×104t,占8%;山东8525×104t,占4%;青海7922×104t,占3%;河南5460×104t,占2%;河北2962×104t,占1%;广西226×104t;黑龙江183×104t。普查阶段控制储量主要分布在内蒙古、辽宁、新疆、陕西等四省(自治区),占90%。

图4-5 29个含矿区普查阶段油页岩控制储量分布

高州至重庆驾车路线最佳路线

驾车路线:全程约1362.8公里

起点:高州市

1.高州市内驾车方案

1) 从起点向正南方向出发,沿府前路行驶930米,过左侧的君悦音响约240米后,直行进入府前南路

2) 沿府前南路行驶420米,过右侧的格力电器全国4S连锁专卖店NO.粤K00019约260米后,直行进入府前南路

3) 沿府前南路行驶240米,在第3个出口,左转进入茂名大道东

4) 沿茂名大道东行驶620米,直行进入茂名大道东

5) 沿茂名大道东行驶450米,在第1个出口,右转进入东方大道

2.沿东方大道行驶3.0公里,左前方转弯进入高水公路

3.沿高水公路行驶30.6公里,朝G15/广州/湛江方向,稍向右转上匝道

4.沿匝道行驶2.2公里,直行进入沈海高速公路

5.沿沈海高速公路行驶83.6公里,过韩屋仔大桥,朝北海/南宁/G75方向,稍向右转上匝道

6.沿匝道行驶620米,直行进入兰海高速公路

7.沿兰海高速公路行驶287.8公里,朝柳州/桂林/河池/贵州方向,稍向左转进入南宁绕城高速公路

8.沿南宁绕城高速公路行驶440米,过良庆南互通立交跨线桥,直行进入南宁绕城高速公路

9.沿南宁绕城高速公路行驶30.3公里,过安吉大桥,朝河池/贵州/G75方向,稍向右转进入兰海高速公路

10.沿兰海高速公路行驶520米,过安吉互通约600米后,直行进入兰海高速公路

11.沿兰海高速公路行驶208.7公里,稍向左转进入兰海高速公路

12.沿兰海高速公路行驶1.0公里,直行进入兰海高速公路

13.沿兰海高速公路行驶230.8公里,朝贵阳/榕江方向,稍向右转进入厦蓉高速公路

14.沿厦蓉高速公路行驶1.9公里,直行进入厦蓉高速公路

15.沿厦蓉高速公路行驶820米,过火石坡大桥,直行进入都织高速公路

16.沿都织高速公路行驶80.4公里,朝安顺/遵义/G6001方向,稍向左转进入秦棋立交

17.沿秦棋立交行驶480米,过秦棋立交约410米后,直行进入贵阳绕城高速公路

18.沿贵阳绕城高速公路行驶2.7公里,过下坝大桥,朝机场/龙洞堡/遵义/重庆方向,稍向右转进入贵阳绕城高速公路

19.沿贵阳绕城高速公路行驶,过下坝大桥约1.4公里后,直行进入贵阳绕城高速公路

20.沿贵阳绕城高速公路行驶21.3公里,直行进入贵阳绕城高速公路

21.沿贵阳绕城高速公路行驶1.1公里,直行进入贵阳绕城高速公路

22.沿贵阳绕城高速公路行驶4.1公里,朝遵义/毕节/重庆/G75方向,稍向右转进入兰海高速公路

23.沿兰海高速公路行驶720米,直行进入兰海高速公路

24.沿兰海高速公路行驶336.8公里,过南环互通,直行进入内环快速路

25.沿内环快速路行驶17.1公里,在四公里/南坪/九龙坡/高新区出口,稍向右转进入江南立交

26.重庆市内驾车方案

1) 沿江南立交行驶370米,过江南立交约1.4公里后,直行

2) 行驶480米,朝江南大道/南坪/长江大桥/渝中区方向,稍向右转进入江南立交桥

3) 沿江南立交桥行驶510米,直行进入江南大道

4) 沿江南大道行驶4.1公里,过石板坡立交约100米后,直行进入石黄隧道

5) 沿石黄隧道行驶1.0公里,朝大溪沟/嘉滨路/一号桥/临江门方向,稍向右转进入黄花园立交桥

6) 沿黄花园立交桥行驶260米,过黄花园立交约90米后,直行进入北区路

7) 沿北区路行驶580米,过右侧的华信大厦约100米后,直行进入人民路

8) 沿人民路行驶860米,到达终点

终点:重庆市

国内油页岩研究历史与现状

一、国内油页岩勘查

(一)油页岩资料成果陈旧

我国油页岩的勘探研究工作在 20 世纪五六十年代为一高潮期,取得一些基础资料和成果。由于之后我国油气田的大量发现,油页岩中提炼油气成本相对高,勘探研究进入低谷,因此,目前资料和数据陈旧,基本来自 20 世纪五六十年代的成果。

(二)勘查规范和储量体系不同

以前,我国油页岩评价结果的提交部门很多,有地质、煤炭、石油、冶金、化工、建材等部门。每个部门用的勘查规范和储量体系不同,共计勘查规范有 7种,储量体系 4 种,这在资料使用上造成困难。

(三)评价边界指标不一

不同时期、不同部门对油页岩评价用的边界指标不一,仅含油率边界指标就有 3. 0%、3. 5%、4. 0%和 5. 0%等。其他指标如油页岩的有效厚度、面积等参数也存在很大的差别。因此,国家现掌握的储量数据存在一定的不可对比性。

(四)预测部门多,结果相差悬殊

我国分别在 20 世纪 50 年代末期和 60 年代初期、90 年代进行过油页岩预测工作,且大部分预测工作未做实际工作: 原煤炭工业部在 1959 年 (中国分省煤田预测图)预测油页岩量为 20 485 亿 t; 抚顺石油研究所在 1962 年 (中国油页岩调查报告)估算远景储量大于 4 000 亿 t; 据王慎余等 1990 年 (矿产战略分析—单矿种分析系列课题成果)预测油页岩量 13 698 亿 t。通过统计对比,几次的数据差别很大。

(五)勘探程度低,主要处于详查和普查阶段

我国油页岩勘探程度较低,大部分矿区都没有达到勘探阶段。油页岩查明储量主要分布在吉林省农安、吉林省登娄库、吉林岭、辽宁省抚顺、广东省高州、海南省儋州、广东省电白、广东省茂名、辽宁省朝阳等含矿区。

二、国内油页岩开发利用现状

(一)20 世纪 50 年代繁盛时期

中国开发利用油页岩已有 70 多年的历史,20 世纪 50 年代,我国对油页岩投入了较多的普查、勘探力量,在历史中对我国油气发挥了重要的作用,曾占我国整个石油产量的一半。抚顺油页岩矿曾经为当时世界上最大的页岩油生产基地之一。

辽宁省抚顺油页岩矿是目前国内最大的油页岩生产基地,于 1928 年开始兴建页岩制油厂 (现抚顺石油一厂),年生产页岩油 7. 5 万 t。1941 年开始建设东制油厂 (今抚顺石油二厂),1948 年抚顺解放后,以油母页岩为原料的石油工厂陆续恢复生产。到1952 年,石油一厂年生产页岩油 22. 61 万 t。1955 年石油二厂年产量达到 17. 1 万 t。到1959 年,抚顺石油一、二厂年产页岩油达到 72 万 t,成为我国第一个人造石油生产基地,也是世界上最大的页岩油工业基地之一。

吉林省桦甸油页岩矿开始于日伪时期,曾有日本人多次到桦甸调查油页岩矿藏情况,做过少量地质工作。解放后开始小土炉子炼油。产量以 “担”计。新中国成立后属省工业厅管辖,建有 6m 高内外并热式干馏炉。后由石油工业部东北石油管理局接管,改名为东北石油九厂。进行扩建,建 10m 高内外并热式干馏炉,于 1953 年投产,年产页岩油 5 万 t。为进一步对石油九厂进行改扩建,根据情况年产页岩油 20万 t,并加工为成品油,供应吉林省的需要。为此,国家建设委员会为此成立了桦甸工业区建设总甲方,正在开始建设之际,发现了大庆油田,为集中力量加快大庆油田的开发,桦甸暂缓建设。50 年代后期地方用自己的力量开拓了北台子矿区及油页岩干馏厂,并开展建设水泥厂等综合利用工作,后来因亏损停产。

吉林省罗子沟油页岩开发利用始于 1958 年,在国家支持下,由延边州石油公司筹建了汪清县罗子沟炼油厂,总投资约 300 万元,生产页岩油 40t,由于当时设备落后及其他原因,于 1960 年停产。

广东茂名油页岩开发历史也很悠久,新中国成立之前,当地群众已挖掘浅部页岩供家庭生活用燃料,新中国成立后,组织了多个勘探队伍,展开了大规模勘探工作,很快就提交了金塘区和羊角区的地质精查报告及低山区尚村层油页岩和茂名油页岩精查报告,并经国家储量委员会批准,中央决定在茂名修建大型页岩油厂,并被列入苏联援建的 156 个重点工程之一。当时设计一号矿年产油页岩 2 400 万 t,生产页岩油 100 万 t,二期开发低山矿区,年产油页岩 1 700 万 t,生产页岩油 70 万 t。金塘矿于1958 年 7 月开工建设,1962 年 1 月投产,至 1992 年 “暂时停产”,前后 30 年,共开油页岩 1. 6 亿 t,生产页岩油300 万 t,同时生产铵水55 万 t,褐煤14 万 t,油页岩最大年产量为 600 余万 t,为社会作出了贡献。

(二)20 世纪 60 年代至 90 年代停滞时期

进入 20 世纪 60 年代,随着我国大庆油田的发现和开发,油页岩的作用开始下降,油页岩工业逐渐萎缩,投入的勘探力量逐步减少,目前探明的储量已不能满足油页岩工业的需要,勘探工作基本处于停滞状态。

从20世纪60年代起,大庆油田的发现,原油生产快速发展,页岩油的产量明显降低。抚顺石油工业逐步从生产页岩油转向加工大庆天然原油。1957年开工,1960年投产以开油母页岩为主的东露天矿于1965年停产。抚顺油页岩发育的层位位于煤层之上,因此开煤必须先开油页岩。先开出来的油页岩必须进行处理,堆积在地面将会对周围环境及地下水产生污染。因此,60年代后,油页岩工业一直没有停止,原因是国家给予扶持政策,每年亏损的处理加工油页岩。

其他如桦甸、罗子沟、茂名等油页岩矿或停产或时断时续的进行油页岩开发,但主要转向以油页岩综合开发利用为主。

(二)20世纪90年代后复苏至快速发展时期

随着全球对能源的不断需求,石油的不断减少,油价飞涨,这给油页岩工业的发展迎来了新的春天。目前,全国各地都竞相开展油页岩工业。并且,油页岩开发利用的途径也多种多样。不仅作为液体能源,而且在化工、建材、农业、环保方面也具有巨大的潜力。

20世纪五六十年代发展起来的老油页岩矿,如抚顺、茂名、桦甸等油页岩矿区,又重新迸发出新的活力。

2004年,抚顺油页岩矿在西露天矿坑南新建一座坑口页岩炼油厂。目前,抚顺矿区现有六部120台抚顺式干馏炉,在建一部20台干馏炉将于今年下半年投产,年处理油母页岩700万t,页岩油产量达到21万t。目前,该矿以大力发展油母页岩综合利用产业,发展循环经济,提高页岩油生产技术水平为未来发展战略的核心内容之一,规划扩大现有页岩炼油的生产规模,引进目前世界上最先进的干馏工艺,即加拿大ATP小颗粒炼油技术,用德国克虏伯公司制造的炼油设备,规划建设7部ATP干馏装置,一期工程建设一部,年产页岩油10万t,二期再建四部,ATP生产能力达到50万t,页岩油产量达到71万t,预计在2014年完成。在此之后规划对现有炼油厂进行技术改造,再建二部ATP干馏装置。

2005年11月23日,广东粤电油页岩矿电联营有限责任公司在茂名宣告成立,标志着广东省油页岩开发综合利用史上一个里程碑的诞生。该公司取矿电联营方式,统一投资、统一建设、统一经营的燃油页岩发电厂,电厂规划容量120万千瓦。电厂首一期总投资约37亿元(人民币),建设2台20万千瓦燃油页岩循环流化床机组,同步在金塘露天矿配套建设年产600万t油页岩矿区。

吉林省是我国油页岩最丰富的省份,油页岩的发展引起了国内外的注意。最初,吉林省和国家投资27亿元进行桦甸油页岩的综合开发利用,预计最高年处理油页岩1400万t。后来于2005年,中国电力投资集团与吉林省签署了吉林桦甸油页岩综合开发项目合作框架协议。同时,国外的壳牌公司也看准机会,积极投资吉林省油页岩的开发。2004年12月8日,中国院总理、荷兰首相鲍肯内德出席了在荷兰海牙议会大厦举行的壳牌勘探有限公司与吉林省地质矿产勘查开发局签署一份合作框架协议书的签字仪式。2005年1月,荷兰壳牌公司与吉林省签署了油页岩合作开发协议,拟用地下裂解技术通过打井和注入添加剂直接油。2006年5月16日,吉林壳牌油页岩开发有限公司第一口井在农安县柴岗镇开钻(据《地质勘查导报》,2006年5月18日刊),吉林省其他地区也不同程度的掀起油页岩开发热潮。先后有辽宁省葫芦岛龙腾公司、桦甸热电厂、吉林桦甸北台子油页岩开发有限公司等投资开发油页岩。

辽宁省葫芦岛龙腾公司投资8亿元人民币,在罗子沟建设油页岩综合开发利用工程。该工程分三期建设:一期工程投资3亿元人民币,2004年11月形成年产100万t矿石和5万t页岩油的生产规模,年可实现产值1亿元、利税1500万元;二期工程投资4亿元人民币,2004年年底开工,2006年6月投产,形成年产300万t矿石、20万t页岩油的生产规模,并建成一所5000kW·h余热发电厂,年产值可达4亿元、利税1.5亿元;三期工程投资1亿元人民币,2007年年底前完成油页岩综合开发利用研究所、水泥厂、砖厂、稀贵金属提炼厂等工程,届时可形成年矿300万t、产页岩油20万t、稀贵金属5000kg的生产规模,实现产值4.5亿元、利税1.5亿元,并可拉动相关产业实现年产值5000万元,间接税金近1000万元。桦甸热电厂也在积极招商引资,筹划项目总经费达42169万美元的工程。工程预计建设年产250万t油页岩的矿区,利用出的油页岩建设年产20万t原油的炼油厂,利用炼油残渣建设10万kW的半焦发电厂,利用电厂半焦灰渣建设砌块、水泥、陶粒等建材产品项目。2003年6月5日,吉林桦甸北台子油页岩开发有限公司成立,成为吉林省油页岩综合开发项目的示范平台,是桦甸市重点招商引资项目,该项目总投资7100万元,年产油页岩21万t,页岩油5万t,税后利润可达1000万元以上。

此外,在其他地区,一些新兴的油页岩工业也像雨后春笋般的发展起来。山东省、黑龙江省等地都竞相发展油页岩工业。

2006年,山东胜龙矿集团投资的20亿元左右的“油页岩综合利用项目”年内将开工建设,预计2007年底建成投产。“油页岩综合利用项目”早在2003年就被正式纳入国家重点技术改造“三高一优”项目,建油母页岩炼油厂,引进国外先进的技术和设备,年处理能力150万t,提炼原油18万t;建一座40万kW配套发电厂,粉煤灰做建筑材料或塌陷地回填。根据目前的情况分析,预测炼油年销售收入3.24亿元,利润5911万元;年发电量22亿kW·h,销售收入7.04亿元,利润20560万元。

2002年3月,黑龙江省哈尔滨燃气化工总公司煤矿伴生废弃物综合利用项目由哈尔滨市发展委员会以哈计能源2002131号文件批准立项,本项目拟用爱沙尼亚技术工艺,加工处理依兰煤矿的煤炭伴生物油页岩。爱沙尼亚维鲁化工集团现年处理矸石140万t的工业化装置正在运行,油品总产量22.5万t。共有49套矸石干馏装置,单台装置最大处理能力已达1000t/d。本项目投产后,年处理57万t油页岩,年产各类油品4.4万t。