1.为什么不再喊“石油要枯竭”了?

2.油页岩油是什么?

3.国际油价运动轨迹的六个阶段是什么?

为什么不再喊“石油要枯竭”了?

真实油价15美元_美油价格飙升15%

石油开是一个夕阳产业,这是大家对石油行业的认知,因为一直以来各种媒体都在宣传,未来石油还可以使用50年,从上世纪七八十年代开始到现在,已经过去了半个世纪,但石油似乎仍然没有任何枯竭的迹象!

石油到底是有机成因还是无机成因?

现代关于石油成因的说法有两种,一种是有机成因,认为石油远古动物的尸体通过复杂的地质化学作用生成,因此它的储量是有限的,但另一种认为石油来自于地壳中的碳氢物质,只要这些物质不枯竭,那么石油就会源源不断

有机成因的佐证观点

很多朋友对有机成因有一个误解,认为石油来自于动物的尸体,为此还有一个比较好玩的案例:世界上最大的油田是沙特加瓦尔油田,如果要生成这个油田,需要长宽高各30千米并且填满恐龙肉的空间!但其实这还是100%转换的结果,如果低于这个比例,估计还要成倍增加!

我们首先要确认一点,形成石油的中间形态是干酪根,可能大家对这个干酪根比较熟悉了,因为石油成因已经科普过N回,但要确认一点,形成干酪根的可以是富有生物,植物以及动物,甚至高等植物!所以各位要清楚一个概念,大量植物能形成煤炭,而不同条件下的植物则能形成干酪根,继而形成石油!

另外还有一个重要的佐证是全球99.9%的油田都分布在沉积岩中,从前寒武纪到第四纪的更新世都有油藏发现,这里我们有一个事实要说明下,和石油相比,地质史上三大成煤期是:

第一期:石炭二叠纪;第二期:晚三叠世,早侏罗世,早白垩世;第三期:古近纪,新近纪

时间上非常接近,但石油在寒武纪早期都有发现,这比煤炭的成煤期明显要更早一些,但真个过程大致相互重叠!

另外石油在偏光下向右旋转的特性,偏转度一般小1°旋光性,这是有机质所特有的一种性质。如果加热至300摄氏度时候,这一特性将被破坏,因此这也是成为石油有机成因的一个重要证据!

中国与美国的相关地质专家对近代沉积物的研究表明,在这些沉积物中仍然在继续油气生成过程,

无机成因的佐证观点

非生物成因的观点是以罗斯石油地质学家尼古莱·库德里亚夫切夫的理论基础的,天文学家托马斯·戈尔德在这个理论上发展出了非生物有机成因说,这个说法的理论依据是地壳中的碳含量:

氧含量:46.60%氢含量:0.14%碳含量:0.03%

千万不要小看这0.03%的比例,地球的地壳质量太庞大了,所以这个0.03%的比例将会令人咂舌,另外在科拉深钻孔10千米深的底部也发现了大量的氢沉积物,还会有一些物质以碳氢化合物的方式存在,这些物质比水轻,将会逐渐富集,形成了我们熟悉的石油!

为什么是天文学家发展出来的呢?因为其他天体上也存在类似的机制,比如土卫六上大量存在的碳氢类湖泊,其中就有甲烷,一般地球上的甲烷都是有机物发酵生成,比如各位放的屁成分中大部分就是甲烷,所以是可以点着的哦,不相信大家可以试试!

那么无机成因又如何来解释石油的有机物特征的旋光性呢,托马斯·戈尔德认为这是岩层中的喜热微生物污染所致,那么我们能不能找到没有生物有机质特征的石油呢?理论上应该存在的!

石油会像钻石行业一样靠忽悠过日子吗?

无论是有机还是无机,它的总量一直都是有限的,但有机成因的本质就是收集太阳能,而这个转换效率以及加上油气生成比例,因此石油行业具有相当的危机感是可以理解的,尽管在近代沉积物中仍然发现了石油仍然在继续生成中,但这个速度远远比不上我们消耗石油的速度,石油在未来数百年内彻底耗尽可能是一个大概率!

无机成因虽然也是有限的,但行星级别的储量和生物积累不是同一个级别,前者来自于行星诞生时,即使0.03%的储量总量也极大,而且会通过地质条件逐渐富集,因此油田理论上仍然继续富集这些油气,我们开后只要修养生息,未来即可重新灌满这个油田,也许只要以时日!

钻石的大忽悠

我们说石油,怎么跟钻石扯上关系了?因为现代工业可以合成钻石,而且晶格要比天然钻石完美得多,但宣传仍然在忽悠天然钻石,所谓的“钻石恒久远,一颗永流传”,就是这样的背景下被广告无限放大的!钻石可以大规模工业合成,但黄金不能,所以真正靠谱的是黄金,各位注意了哦!

如是无机成因,那么石油行业就和钻石一样,而且将一个取之不尽(短时间内)矿藏吹嘘成了还有100年,甚至还有50年等等的说法,这使得石油价格节节攀升,甚至比食用油都要贵!

但如果是有机成因的话,确实就成了超级大难题,如果我们不加节制的消耗石油,那么可以相信在未来不久即可能将石油耗尽,到那时我们还能用什么?当然各位会说煤炭,核能与绿色能源,这些确实非常完美,但事实上是没有一种能源能比得上石油,它不但是能源,而且还是无数化工原料的原料,甚至全球化工有1/3的产业和石油相关,而且如果深究,这个比例只会更高!

火星金星上有没有石油?

我们不知道火星金星上有没有石油,但土卫六上存在大量的烷烃类化合物,这些来自于诞生太阳系的超新星爆发过程中的产物,再在天体的形成过程中产生了更复杂的物质,所以我们只要从土卫六上接一根管子到地球上,那么我们将能拥有“无限”能源!

理论上无机成因中的火星和金星的石油基础和地球是一致的,如某天在火星上发现了石油,那么我们到底是相信火星史前曾经宜居呢?还是相信石油的无机成因?

相信金星也会碰到同样的问题!

油页岩油是什么?

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,它与石油、天然气、煤一样都是不可再生的化石能源,油页岩储量仅次于煤炭,其热解可得到油页岩油和煤气,因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,19;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、利用及发展趋势

全球油页岩比较丰富,世界油页岩油的已知可储量折算成原油的总量要超过世界石油的总可储量。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)油页岩分布

全球油页岩十分丰富,据不完全统计其蕴藏量约有10×1012t,比煤炭量多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储量1500×108t、总量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,可储量40×108t,平均产油率6.0%。据国土部新一轮油气评价(2005)结果,我国油页岩主要分布在22个省和自治区、47个盆地,共有80个含矿区。全国油页岩为7199.37×108t,油页岩油为476.44×108t,油页岩油可回收为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/油页岩油评价结果(据刘招君,2009) 单位:104t

我国油页岩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的48%、22%、17%、10%和3%。其中含油率为5%~10%的油页岩油量为182×108t,含油率大于10%的页岩油量为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。

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)油页岩的开发利用

1.油页岩的开方式

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。油页岩的开分为露天开和地下开,与煤的开非常类似。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,则可以用露天开方法,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。露天开除了考虑油页岩的地下埋深外,还须考虑剥比,即覆盖于油页岩层上应剥离的岩土量与油页岩出量之比,这是油页岩露天开经济性的重要因素。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,通常用地下开方法,地下开的方法主要有壁式开和房柱式开。

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2-5 2011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2-6 2011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,包括评价、开技术、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。

方面,油页岩丰富但探明程度低。以吉林省为例,该省的油页岩丰富,总量达2800×108t以上,但查明仅占总量的四分之一,且除桦甸、汪清外,全省99%以上的油页岩还没有进行可行性研究和经济评价,严重制约了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、汪清两地油页岩正在开发利用,且集中于中、小富矿,富弃贫浪费问题严重。

环境方面,首先对生态及水质破坏严重。数据表明,开1m3油页岩,一般需抽出25m3的地下水,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。四是空区沉陷隐患较大。目前,油页岩开方式为传统的井工开,形成的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的开发和综合利用,中国在“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,降低开成本,增加中国油气的保障程度。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,对油页岩进行合理开发。在充分利用油页岩的同时,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。

国际油价运动轨迹的六个阶段是什么?

第二次世界大战以来,石油价格从每桶约1美元上升到最高147美元,2008年11月又回归到60多美元和2009年初的约40美元。从供求关系和油价变化角度分析,第二次世界大战以后国际油价运动轨迹,大致可划分为六个阶段。

第一个阶段:从1945年到1959年,国际石油工业恢复发展,中东石油出口地位确立。第二次世界大战结束后,美国对石油的需求大幅度增加,美国成为石油净进口国。波斯湾取代美国墨西哥湾,成为世界石油的出口中心,世界原油定价体系改为以沙特阿拉伯轻油价格为基准。

第二个阶段:从1960年到12年,石油输出国组织初创,产油国团结维护油价。长期以来,俗称“七姊妹”的西方国际大石油公司低价攫取石油和垄断利润。1960年,沙特阿拉伯、委内瑞拉、科威特等国成立石油输出国组织,迫使西方石油公司把标价恢复到1960年前的水平。

第三个阶段:从13年到1981年,产油国夺回石油主权,“石油危机”引发油价暴涨。11年8月至13年6月,为弥补因美元贬值给产油国造成的损失,欧佩克与西方各石油公司谈判,先后达成两个日内瓦协议,夺回了油价决定权。13年以后,发生的两次“石油危机”,引发油价暴涨。

第四个阶段:从1982年到1990年,供大于求引发油价暴跌,欧佩克与非欧佩克建立协调机制。1982年以后,世界石油市场出现供大于求的局面。1988年4月,欧佩克成员国与非欧佩克成员国初步形成协调机制。

第五个阶段:1991年至2002年,世界经济低迷,欧佩克重新主导石油市场。这个时期,世界经历了东南亚金融危机和“9·11”后的经济衰退,国际原油价格大幅下跌。为防止油价进一步下跌,欧佩克国家达成了从2002 年1月1日起进一步减产150万桶/日的一致意见。在这一时期,欧佩克的产量政策对国际石油市场发挥了主导作用。

第六个阶段:2003年至今,供求关系脆弱,市场进入“亚临界”状态。2003年以来,全球石油需求增长加快,世界石油市场供求关系处于脆弱“平衡”或面临失衡的“亚临界”状态。

回顾国际油价发展历史,石油价格大致可划分为15美元/桶以下的特低油价、15~20美元/桶的低油价、20~40美元/桶的常规油价、40~80美元/桶的高油价和80美元/桶以上的超高油价等五个区间。