油页岩有利开发目标分析

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油页岩有利勘查目标分析~

经过本次油页岩资源评价,全国油页岩资源储量为7199.37亿t,其中油页岩潜在资源量为6698.89亿t,占油页岩资源储量的93.05%,油页岩查明资源储量500.49亿t,仅占油页岩资源储量的6.95%。油页岩查明资源储量中油页岩探明的资源储量为85.13亿t(图11-4),控制的资源储量为113.47亿t,推断的资源储量为301.88亿t,仅分别占全国油页岩资源储量的1.18%、1.58%和4.19%,反映我国油页岩勘查程度总体水平较低,地质可靠程度较高的油页岩资源储量所占比例低,而地质可靠程度较低的油页岩潜在资源量所占比例较高。
中国东部区油页岩资源储量为3442.48亿t,占全国油页岩资源储量47.82%,主要分布于我国东北地区,油页岩资源储量为3419.13亿t;南方区油页岩资源储量为194.61亿t,占全国油页岩资源储量的2.70%,是油页岩资源储量最小的地区;其中,油页岩潜在资源量98.94亿t,油页岩查明资源储量为95.67亿t,油页岩查明资源储量中,按地质可靠程度达到探明的资源储量为46.83亿t(图11-5),达到控制的资源储量为48.53亿t,达到推断的资源量为0.31亿t,分别占南方区油页岩资源储量的24.06%、24.94%和0.16%,表明南方区油页岩勘查程度较高;中部区油页岩资源储量为1609.64亿t,占全国油页岩资源储量的22.36%;西部区油页岩资源储量为749.43亿t,占全国油页岩资源储量的10.41%;青藏区油页岩资源储量为1203.20亿t,占全国油页岩资源储量的16.71%。东北地区、中西部及青藏区油页岩资源储量巨大,油页岩的勘查程度相对较低,是油页岩查明资源储量主要的增长地区,国家今后应重点加强上述地区的油页岩勘查,据此提出以下勘查建议:

图11-4 全国油页岩按地质可靠程度油页岩资源储量图


图11-5 南方区油页岩按地质可靠程度油页岩资源储量图

一、东北地区有利勘查目标
东北地区油页岩勘查工作主要是在20世纪五六十年代进行的,之后长期处于停顿状态。目前东北地区油页岩含矿区共21个,查明的油页岩含矿区有17个,其中桦甸油页岩含矿区、达连河油页岩含矿区和抚顺油页岩含矿区达到勘探程度,其余各油页岩含矿区勘查程度均为详查和普查乃至预查。东北地区油页岩资源储量为3419.13亿t,油页岩探明的资源储量仅为33.40亿t,控制的资源储量为34.40亿t,推断的资源量为278.2亿t,而地质可靠程度较低的油页岩潜在资源量为3073亿t。除个别油页岩含矿区进行过油页岩经济评价外,大部分没有进行经济评价,油页岩达到经济的基础储量为52.50亿t,边际经济的基础储量为1.10亿t,次边际经济的资源量为13.80亿t,内蕴经济的资源量为3351.60亿t。上述各油页岩资源储量除少部分可作为油页岩开发设计依据外,大部分只能作为进一步地质勘查资料依据。但东北地区地域广阔,分布有众多规模大小不等的中新生代沉积盆地,其中,大部分盆地中均有油页岩的分布,油页岩含油率一般较高,油页岩资源储量巨大,应作为下一步油页岩勘查的优选目标。据目前所掌握的资料,尚有许多盆地有油页岩存在的证据,油页岩潜在资源量存在着巨大的增长空间,应考虑加强对东北地区油页岩资源地质调查。特别是要加强松辽盆地、建昌盆地、大杨树盆地的油页岩勘查工作。
(一)近期首选勘查目标———松辽盆地
松辽盆地经过近几十年的油气勘探和开发,勘查程度和地质研究程度较高,但针对油页岩开展的研究工作较少,油页岩有钻井控制并可绘制油页岩等厚图,油页岩潜在资源量计算可信度高,油页岩勘查风险小,现阶段对其进行勘查工作,可以提高东北地区查明资源储量的比例,为该地区能源发展战略提供可靠的基础,是近期油页岩勘查的首选目标。
松辽盆地包括农安油页岩含矿区、登娄库油页岩含矿区、长岭油页岩含矿区和松南、松北两个油页岩预测区。油页岩资源储量为3236.55亿t,油页岩查明资源储量277.49亿t,油页岩查明资源储量地质可靠程度较低,均为推断的资源量(333),分布于长岭、登楼库和农安油页岩含矿区,反映松辽盆地油页岩勘查程度较低,勘查程度均为普查。并且松辽盆地松南、松北两个油页岩预测区油页岩潜在资源量巨大,油页岩潜在资源量为2959.06亿t(图11-6),占东部区油页岩潜在资源量的96.1%,油页岩分布面积达9523.92km2,油页岩平均累积厚度5.15m,油页岩矿层倾角平缓,构造简单,今后应重点加强对该地区油页岩资源的勘查。

图11-6 东部区各油岩预测区潜在资源量图

在油页岩勘查中,应优先对三个油页岩含矿区进行勘查,提高油页岩勘查级别,之后进入油页岩开发阶段。在油页岩含矿区勘查、开发过程中可同时对松南、松北两个油页岩预测区进行勘查工作,勘探风险小,勘探成本低,勘探效率高。
(二)有利勘查目标———建昌盆地
建昌盆地包括碱厂油页岩含矿区和凌源油页岩含矿区,油页岩资源储量较大,油页岩资源储量为30.12亿t,其中,油页岩潜在资源量26.47亿t,油页岩潜在资源量占东部区油页岩潜在资源量的0.86%,油页岩查明资源储量3.65亿t,油页岩查明资源储量中按地质可靠程度达到探明的资源储量328万t,达到控制的资源储量3.6亿t,达到推断的资源量351万t。建昌盆地是今后油页岩勘查的有利目标。
建昌盆地建昌碱厂油页岩含矿区、凌源油页岩含矿区勘查程度均为普查勘探。凌源油页岩含矿区交通便利,地理环境属丘陵。含矿区构造较为简单,油页岩矿层赋存于下白垩统九佛堂组中,油页岩矿层面积93.23km2,油页岩可采层3~6层,油页岩矿层累积平均厚度15.29m,油页岩主采层厚度5.22m,油页岩平均含油率4.98%,油页岩矿层平均埋深为101~488m。油页岩查明资源储量2.6亿t。在油页岩勘查中,应将凌源油页岩含矿区作为首选目标,进一步落实查明油页岩资源储量。
凌源油页岩预测区为勘查区外围预测区,油页岩矿层预测面积86.72km2,油页岩矿层厚度10.80m,含油率4.97%,油页岩平均埋深488m。预测区构造简单,油页岩矿层倾角较小。油页岩潜在资源量20.9亿t,油页岩潜在资源量较大。油页岩潜在资源量计算可信度高,勘查风险小,是近期油页岩勘查的重要目标。在对建昌盆地查明区油页岩进行勘查时,可同时对凌源油页岩预测区进行普查工作。
(三)勘查和开发的远景目标———大杨树盆地
大杨树盆地油页岩矿层面积1397.52km2,油页岩资源储量较大,油页岩资源储量为53.26亿t,其中油页岩潜在资源量53.257亿t,油页岩查明资源储量仅28万t,油页岩查明资源储量中按地质可靠程度达到探明的资源储量仅为15万t,达到控制的资源储量13万t。反映大杨树盆地油页岩地质研究程度和勘查程度很低,油页岩预测区虽然局部有露头和探槽控制,但油页岩潜在资源量计算结果可信度较低,勘查风险较大。
大杨树盆地油页岩预测区油页岩质量较好,油页岩平均含油率7.03%,油页岩矿层平均厚度2.1m,平均埋深250m。预测区构造简单,油页岩矿层倾角平缓,矿层结构简单,油页岩勘查成本较小。应作为今后油页岩勘查和开发的远景目标区。
二、中西部有利勘查目标
油页岩资源评价结果表明,我国中西部油页岩资源储量巨大。主要分布于中部区的鄂尔多斯盆地和西部区的准噶尔盆地大型含油气盆地中。
(一)鄂尔多斯盆地
其中,鄂尔多斯盆地分布有陕西彬县、陕西淳化、陕西铜川、甘肃华亭、甘肃崇信、内蒙古伊金霍洛旗、山西保德、山西蒲县油页岩含矿区和淳化、华亭浅部、彬县—铜川、铜川—子长油页岩预测区。鄂尔多斯盆地油页岩资源储量巨大,油页岩资源储量为1568.32亿t,其中油页岩潜在资源量1549.74亿t,油页岩查明资源储量仅为18.58亿t,占准噶尔油页岩资源储量的0.01%,油页岩查明资源储量中按地质可靠程度达到探明的资源储量1949万t,达到控制的资源储量2.70亿t,达到推断的资源量15.70亿t。在油页岩资源调查中,应对鄂尔多斯盆地油页岩进行重点勘查,提升油页岩查明资源储量的比例,为中部区能源发展战略提供可靠的基础。
铜川油页岩含矿区分布于鄂尔多斯盆地渭北隆起区,含矿区交通便利,水文地质、工程地质条件简单,地理环境为黄土塬。油页岩赋存于三叠系上统延长组中,矿层呈条带状分布,构造较为简单。矿区交通条件便利,水文地质、工程地质条件简单。铜川油页岩含矿区油页岩矿层面积35.08km2,主采层平均厚度14.33m,油页岩平均含油率为6.53%,油页岩矿层平均埋深90~125m,页岩油资源储量0.6亿t。
华亭油页岩含矿区位于鄂尔多斯盆地西缘华亭向斜东翼。油页岩含矿区交通较为便利,水文地质、工程地质条件简单,地理环境属于山地。华亭向斜是一个东缓西陡不对称复式向斜,断裂构造不发育。油页岩主要赋存于中侏罗统延安组中,油页岩矿床为结构简单的层状,矿层分布稳定,油页岩矿层面积39.38km2,油页岩可采层1层,油页岩主采层厚度为2.38m,平均含油率为8.17%,油页岩平均埋深为250~750m。页岩油资源储量0.1亿t。
在鄂尔多斯盆地油页岩勘查中,应将铜川油页岩含矿区和华亭油页岩含矿区作为首选目标进行勘探,提高油页岩资源储量级别,为下一步中部区油页岩开发准备后备资源。
淳化和华亭浅部预测区油页岩潜在资源量较小,油页岩潜在资源量分别为0.2亿t和0.7亿t;彬县—铜川油页岩预测区和铜川—子长油页岩预测区油页岩潜在资源量较大,油页岩潜在资源量分别为56.15亿t和1488.25亿t。彬县—铜川油页岩预测区预测面积为371.42km2,油页岩矿层累计厚度为6.66m,油页岩含油率为5.67%,埋深小于500m。油页岩矿层倾角较小,构造复杂程度中等。该油页岩预测区为高勘查程度勘查区外围油页岩预测区,预测区内有探槽工程控制,油页岩潜在资源量可信度高,勘查风险较小;铜川—子长油页岩预测区预测面积为6928.52km2,油页岩主采层平均厚度为10.74m,油页岩含油率为6.15m,油页岩矿层产状平缓;构造较为简单。预测区油页岩潜在资源量计算是利用厚度类比得到,油页岩潜在资源量可信度较低。彬县—铜川间油页岩预测区和铜川—子长油页岩预测区是鄂尔多斯盆地油页岩重点勘查的目标区,其中,彬县—铜川油页岩预测区油页岩埋深浅,油页岩潜在资源量可信度较高,勘查成本低,勘查风险小,在对铜川油页岩含矿区和华亭油页岩含矿区进行勘查的同时,应对彬县—铜川间油页岩预测区进行普查工作,查明油页岩资源储量。
(二)准噶尔盆地
准噶尔盆地油页岩集中分布于博格达山北麓中—东段,油页岩含矿区包括妖魔山、水磨沟、芦草沟油页岩含矿区和东山、大东沟、三工河、上黄山街—潘家口子和下黄山街油页岩预测区。油页岩资源储量548亿t,占西部区油页岩资源储量的73.12%,其中,油页岩潜在资源量543.41亿t,油页岩查明资源储量4.59亿t,油页岩查明资源储量中按地质可靠程度划分,全部为控制的资源储量。按经济意义划分,次边际经济的资源量为4.59亿t,内蕴经济的资源量为543.41亿t。博格达山北麓地质研究程度和认识程度较高,油页岩露头齐全并进行了槽探,油页岩测试分析资料齐全,本次资源评价中又进行了油页岩样品补充测试,油页岩资源评价结果可信度较高,油页岩赋存于中二叠统芦草沟组,油页岩分布广泛,油页岩矿层分布稳定,厚度巨大,油页岩可采层累计平均厚度160m,油页岩主采层厚度为17.33m,油页岩平均含油率为10.02%,埋深为0~500m,水文地质、工程地质条件较为简单,适合于露天开采。勘查风险小,是西部区下一步油页岩勘查的首选目标。
此外,我国西部地区地域辽阔,分布有塔里木盆地、吐哈盆地和民和盆地等大型含油气盆地,油页岩勘查潜力和勘查领域十分广阔,但由于地质认识程度和研究程度较低,尚有巨大的油页岩潜在资源量没有被发现,应重视西部地区油页岩资源的调查。
三、青藏区有利勘查目标
青藏区地域广阔,油页岩潜在资源量巨大,但地质基础研究程度较低,油页岩勘查工作基本处于空白。目前,青藏区查明的油页岩含矿区仅有通波日油页岩含矿区,勘探程度为普查找矿。本次油页岩资源评价中,仅对羌塘盆地毕洛错油页岩预测区和伦坡拉盆地江加错油页岩预测区油页岩潜在资源量进行了预测。经本次油页岩资源评价,青藏区油页岩资源储量为1203.20亿t,其中,油页岩潜在资源量为1202.30亿t,油页岩查明资源储量为0.91亿t,油页岩查明资源储量按地质可靠程度划分,均为推断的资源储量,反映青藏区油页岩勘查程度很低。考虑到我国能源战略规划合理性及青藏区巨大的油页岩潜在资源,应开展对青藏区油页岩资源的地质调查。
其中,江加错油页岩预测区油页岩潜在资源量为767.96亿t,油页岩潜在技术可采资源量230.39亿t,预测区面积726.7km2,油页岩累计平均厚度57.14m,油页岩含油率为11.28%,油页岩矿层倾角平缓,构造简单。油页岩分布有部分钻井和露头控制,油页岩资源评价结果可信度较高,油页岩勘探风险小,是目前青藏区最有利的勘查目标,是今后青藏区油页岩勘查的首选目标。
毕洛错油页岩预测区油页岩潜在资源量为434.33亿t,油页岩潜在技术可采资源量为130.3亿t,油页岩预测区面积为1622.59km2,油页岩累计平均厚度13.37m,油页岩含油率为9.18%,油页岩埋深较小,一般小于500m。毕洛错油页岩预测区油页岩仅有露头控制,油页岩研究程度较低,油页岩资源评价结果可信度较低,勘探风险较高,应作为今后青藏区油页岩勘查的远景目标。

开发目标的优选对象主要是针对勘查区的勘查程度到勘探和详查阶段,或正在或曾经开发利用过的勘查区,按开发有利程度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。
(一)勘查区开发目标优选
根据前述的开发目标优选方法,对勘查程度达到勘探和详查阶段,或正在或曾经开发利用过的62个勘查区,进行开发目标优选。
1.Ⅰ类目标区
包括广东电白油页岩含矿区羊角精查、辽宁抚顺油页岩含矿区抚顺东露天勘查区、广东茂名油页岩含矿区油柑窝矿点、辽宁抚顺油页岩含矿区抚顺西部勘查区、广东茂名油页岩含矿区金塘油柑窝组浅层精查区、山东黄县油页岩含矿区北皂勘查区、吉林省桦甸油页岩含矿区公郎头勘查区和吉林省桦甸油页岩含矿区大城子勘查区等26个勘查区;Ⅰ类目标区具有查明资源大,油页岩含油率高,油页岩矿床埋藏浅等特点,应作为下一步油页岩开发的首选目标。
2.Ⅱ类目标区
包括辽宁朝阳油页岩含矿区朝阳七道泉子勘查区、山东黄县油页岩含矿区桑园勘查区、山东黄县油页岩含矿区乡城勘查区、甘肃窑街油页岩含矿区平峒区勘查区、吉林桦甸油页岩含矿区庙岭勘查区、甘肃炭山岭油页岩含矿区二号井田勘查区、甘肃海石湾油页岩含矿区海石湾勘查区、新疆妖魔山油页岩含矿区妖魔山勘查区等24个勘查区。
3.Ⅲ类目标区
包括陕西彬县油页岩含矿区张洪勘查区、山东黄县油页岩含矿区海岱勘查区、甘肃窑街油页岩含矿区Ⅱ号竖井勘查区、甘肃华亭油页岩含矿区策底勘查区、山东黄县油页岩含矿区柳海东勘查区、河北丰宁大阁油页岩丰宁大阁勘查区、陕西淳化油页岩含矿区炭科勘查区、甘肃华亭油页岩含矿区砚峡露天勘查区等12个勘查区。
(二)含矿区开发目标优选
据含矿区综合评价值,将全国勘查开发程度较高的32个主要油页岩含矿区按开发有利程度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。
1.最有利开发含矿区(Ⅰ类)
包括辽宁抚顺油页岩含矿区、广东茂名油页岩含矿区、山东黄县油页岩含矿区、广东高州油页岩含矿区、吉林桦甸油页岩含矿区、海南儋州油页岩含矿区、广东电白油页岩含矿区、甘肃窑街油页岩含矿区、甘肃炭山岭油页岩含矿区和吉林罗子沟油页岩含矿区等11个含矿区。Ⅰ类最有利油页岩含矿区具有查明资源大,油页岩含油率高,矿床埋藏浅等特点,应作为下一步油页岩含矿区开发的首选目标。
2.有利开发含矿区(Ⅱ类)
包括山东兖州油页岩含矿区、甘肃华亭油页岩含矿区、云南维西油页岩含矿区、内蒙古奈曼油页岩含矿区、河北卢龙鹿尾山油页岩含矿区、甘肃海石湾油页岩含矿区、辽宁朝阳油页岩含矿区、广西钦州油页岩含矿区、黑龙江达连河油页岩含矿区、河南栾川潭头油页岩含矿区、新疆妖魔山油页岩含矿区和海南海口油页岩含矿区等12个含矿区。
3.较有利开发含矿区(Ⅲ类)
包括青海小峡油页岩含矿区、青海大煤沟油页岩含矿区、河北丰宁四岔口油页岩含矿区、陕西彬县油页岩含矿区、河北丰宁大阁油页岩含矿区、陕西淳化油页岩含矿区、江苏金坛油页岩含矿区、甘肃崇信油页岩含矿区和河北丰宁凤山油页岩含矿区等9个含矿区。
(三)油页岩有利开发目标优选结果
综合油页岩含矿区开发目标优选结果、探明的页岩油可回收资源大小、含油率等油页岩质量指标以及开采条件、交通、水电条件。确定出辽宁抚顺含矿区、吉林桦甸含矿区、广东茂名盆地、山东黄县含矿区和吉林罗子沟含矿区是五个近期开发目标区;甘肃炭山岭含矿区、甘肃窑街含矿区、陕西铜川含矿区和内蒙奈曼旗含矿区是四个后备开发目标区。

一、我国探明的油页岩资源储量概况

本次油页岩资源评价结果表明,全国油页岩探明的资源储量为85.13亿t,其中南方区为46.83亿t、占全国油页岩探明的资源储量的55.01%,东部区为36.00亿t、占全国油页岩探明的资源储量的42.29%,西部区为2.11亿t、中部区仅为0.19亿t、而青藏区没有探明的资源储量。辽宁抚顺含矿区油页岩探明的资源储量为28.87亿t、占全国油页岩探明的资源储量的33.91%,广东茂名盆地(包括茂名含矿区、电白含矿区和高州含矿区)油页岩探明的资源储量为25.39亿t、占全国油页岩探明的资源储量的29.82%,吉林桦甸含矿区油页岩探明的资源储量为3.44亿t,山东黄县含矿区油页岩探明的资源储量为1.77亿t,这些含矿区探明的资源储量约占全国油页岩探明的资源储量的70%。

综合含矿区多参数开发优选评价结果和油页岩基础储量(包括经济基础储量和边际经济基础储量)规模、探明的页岩油可回收资源储量大小、含油率等油页岩质量指标以及开采条件、交通、水电条件。确定出辽宁抚顺含矿区、吉林桦甸含矿区、广东茂名盆地、山东黄县含矿区和吉林罗子沟含矿区是五个近期开发目标区;甘肃炭山岭含矿区、甘肃窑街含矿区、陕西铜川含矿区和内蒙古奈曼旗含矿区是四个后备开发目标区。这9个含矿区的油页岩基础储量为112.87亿t,其中经济的基础储量为59.57亿t(图11-7)。油页岩探明的资源储量为62.58亿t,控制的资源储量为64.63亿t(图11-8)。下面主要对近期重点开发和后备开发目标区进行分析。

图11-7 主要含矿区油页岩按经济意义评价资源储量图

图11-8 主要含矿区油页岩按地质可靠程度评价资源储量图

二、近期油页岩开发目标区

(一)辽宁抚顺油页岩开发区

抚顺油页岩含矿区位于辽宁省抚顺市南部,地理坐标为:东经124°03'30″~124°16'28″,北纬41°57'15″~41°59'37″。矿区南部为连绵起伏的丘陵地带,北部为浑河、东部为东洲河、西部有古城子河。区内交通方便,不仅有铁路连通沈阳、吉林等大中型城市,且有高速公路直达沈阳市。抚顺油页岩矿区包括西部勘查区、东露天勘查区、龙凤勘探区和老虎台勘查区4个区块。

抚顺含矿区油页岩的沉积层位为古近系计军屯组,埋深为16.7~633.8m不等,多数地带油页岩为单层分布,厚度巨大,单层厚度可达190m,最薄也在70m以上。油页岩矿层下部与古城子组煤层接触,上部为西露天组绿色页岩层。

抚顺油页岩平均含油率在5%~8%之间,含油率高值出现在矿区内六号断层和十三号断层附近。油页岩的发热量,主要决定于其中有机可燃物的含量和组成。抚顺油页岩矿区西部矿区发热量为5.70MJ/kg,东露天矿为5.07MJ/kg,发热量较我国桦甸、黄县和茂名等油页岩矿区低,这是由于抚顺油页岩中矿物质含量较高的缘故。挥发分较高,平均值为17.45%。西部勘探区水分含量值为3.39%,龙凤勘探区水分含量为3.31%,水分含量中等,加工时所需要的热量较少,有利于加工;而老虎台矿区水分含量为8.05%。水分含量较高,加工页岩油时所需的热量多,对加工不利。

抚顺含矿区资源评价结果表明,该含矿区油页岩查明资源储量为365195万t,其中剩余查明资源储量为314005万t;查明技术可采资源储量为283369万t,其中剩余查明技术可采资源储量为235737万t。页岩油可回收资源储量为12591万t,其中查明可回收资源储量为12591万t;累积探明可回收资源储量为10474万t,其中剩余探明可回收资源储量8202万t。

抚顺含矿区是我国重要的煤炭和油页岩工业基地,1928年就已兴建了年产7.5万t页岩油的制油厂,20世纪50年代已成为世界上最大的页岩油工业基地。目前,抚顺含矿区的油页岩主要由抚顺矿业集团有限公司进行开采和提炼页岩油,采用先进的加拿大ATP干馏工艺设备,2004年处理油页岩700万t,提炼页岩油21万t,并计划到2014年可生产页岩油71万t。如果继续加大设备的投入,其页岩油生产能力将会有很大的提高。

抚顺含矿区探明程度高,为露天开采和大规模开发提供示范,通过该区的开发试验为类似的矿层厚度大、适用露天开发的油页岩含矿区提供开采技术和提炼页岩油技术。

(二)吉林桦甸油页岩开发区

桦甸含矿区位于吉林省桦甸市区,面积约40km2,地理坐标为东经126°43'~126°54',北纬42°56'~43°00'。地理环境为低山丘陵区,水系十分发育,水文地质条件很差,尤其桦甸盆地地表水系极其发育,河道及旧河道流经勘查区,地表水与地下水水力联系、断层导水性等均未查清。交通便利,自然条件较好,适合于矿床的开采。桦甸含矿区包括公郎头、大城子、北台子、庙岭区、南部和金沟子勘查区。油页岩含油率高,赋存较浅,资源储量较大。

由盆地北缘向南缘同沉积断裂方向,油页岩埋深呈逐渐加深趋势,同时油页岩段厚度有由薄变厚的总趋势,北部100~120m,南部厚度为240m,显示了盆地为半地堑式地层格架和构造格架。从油页岩段沉积垂向看,东部—中部和西部具有显著的差别。油页岩段下部油页岩层13~9层,自下而上由大城子区向北台子区扩张超覆沉积。8~1层沉积时全区一致,形成两个沉积层序。这一特征揭示了油页岩段沉积早期范围在大城子—公郎头区间,面积小。晚期扩张超覆沉积形成整个油页岩沉积盆地,保存至今。

桦甸油页岩矿源集中、品质优良,含油率一般10%~12%,最高可达24.80%,本次取样测试含油率为23.74%,热值25.92~36.37MJ/kg,灰分产率较低,52.97%~62.10%。桦甸含矿区油页岩属于低灰分、高含油率油页岩类型。

桦甸油页岩含矿区查明资源储量57112万t,其中油页岩查明技术可采资源储量39096万t,油页岩剩余查明资源储量56974万t;油页岩剩余查明技术可采资源储量38986万t。桦甸含矿区页岩油可回收资源储量为2733万t,其中查明可回收资源储量为2445万t;累计探明可回收资源储量1751万t,剩余探明可回收资源储量1740万t。

1953年,曾设立了东北石油九厂,建成了10m高内外并热式干馏炉,年产页岩油5万t,1954年,根据资源情况扩大了石油九厂的规模,设计了年产20万t页岩油的产能,并加工成成品油,供吉林省的需要。多年来一直认为有较好的开发价值,但至今尚未大规模开采,只是在桦甸市有17个地方矿井(小型井)开采。油页岩开发利用主要是作燃料开采,工矿企业单位用油页岩作动力燃料。20世纪70年代初开始用流化床燃烧技术,以油页岩作燃料,主要是用于城市发电。2003年,国家发展和改革委员会已批准在桦甸建设开采油页岩251万t、年产页岩油20万t、安装两台5万kW机组发电设备,以及建材综合利用生产线,目前正处于紧张筹建之中。

桦甸含矿区含油率高,为井下开采提供示范作用,通过该区的开发试验为类似的高含油率、适用于井下开发的油页岩含矿区提供开采技术和提炼页岩油技术。

(三)广东茂名油页岩开发区

茂名盆地是我国油页岩最著名的产地之一,位于广东省西部,跨三县一市,北起高州,南至茂名市公馆,西起化州市连界,东至电白县羊角。南西以古近系地表露头线为界,北东以高棚岭断裂为界。走向长44km,宽4~14km,面积400余km2。地理坐标为:东经110°38'~111°00'、北纬21°40'~21°54'。盆地四周山地以剥蚀为主,地貌上呈丘陵山地,河床下切,河岸较陡,盆地内低丘一以侵蚀作用为主,地貌上呈浑圆型的残丘,沿水系两侧主要以堆积为主的冲积平原。茂名市交通便利,广州—海口、广州—湛江铁路通过此地,高速公路网发达。经济条件较好,茂名石化是该市的主要工业基地。盆地内共有茂名油页岩含矿区(包括油柑窝矿点、金塘油柑窝组浅层精查区、金塘详查区和金塘尚村组精查区)、电白油页岩含矿区(包括电白羊角精查区、茂名煤田羊角井田和羊角尚村普查区)和高州油页岩含矿区(包括石鼓勘查区、低山油柑窝组精查区和尚村组精查区)3个含矿区10个勘查区。

1.资源储量及赋存条件

茂名盆地油柑窝组油页岩,厚度在2.05~53.34m之间,油页岩最厚为53.34m,最薄为2.05m。埋深在0~860m,矿层主体埋深小于500m。油页岩以缓倾角向东北方向倾向,倾角一般4°~5°,局部地段最大可达10°,在距离露头为2~3km处,为金塘一号断层所分割。在断层线以南,油页岩底板深度最大标高为-214.36m、一般在-170m以上。在断层线以北,底板深度一般在-370~-240m左右。

茂名含矿区油柑窝组油页岩片用打火机可以点燃或冒烟且有油味。含油率一般在6%~13%,含油率最高13%,单井平均含油率为5.94%~8.37%,体重分段最低为1.77t/m3、最高为2.50t/m3、全层体重最低1.86t/m3、最高2.15t/m3、平均2.007t/m3,发热量分段最高为11.78MJ/kg、分段最低为3.41MJ/kg、平均发热量为5.02~7.34MJ/kg,含硫量分段最高为2.07%、分段最低0.69%、平均含硫量1.14%。

茂名盆地内剩余查明油页岩资源储量667789万t,剩余查明油页岩技术可采资源储量504305万t。埋深小于500m的查明油页岩资源储量为607633万t,其中含矿区油页岩剩余探明资源储量为241655万t。茂名盆地页岩油可回收资源储量为38791万t,其中查明可回收资源储量为23502万t,累计探明可回收资源储量9824万t,剩余探明可回收资源储量9216万t。

2.茂名油页岩开发历史及现状

茂名盆地的油页岩开发利用的历史悠久,新中国成立之前,当地群众已挖掘浅部油页岩供家庭生活用燃料。1955年,中央决定并经国家储量委员会批准,在茂名修建大型页岩油厂,并列入前苏联援建的156个重点工程之一。1970年又设计了第四部炉(即著名的茂名园炉),设计能力为每台炼油5万t,实际生产情况为4台炉炼油19万t。1991年曾生产油页岩矿石295.5万t。1992年底已停止炼油,1994年所有茂名园炉全部拆除。造成利用油页岩炼油停产的原因主要有,油页岩的含油率不高(平均5.94%~8.37%)、水分高(平均16%~17%)、采油率低(平均60%、最大64%),能耗高(油页岩的破碎、传输、干馏、冷却等),人员工资高(5000人的队伍),造成实际炼油成本为每吨850元,而原油价格在每吨640元左右。

此外,1990年开始筹建沸腾炉发电厂,1991年开始发电和产气,最大年发电量9000万度,产蒸汽6兆瓦。2004年,深圳上市公司东方锅炉与广东粤电集团正式签订了燃用茂名油页岩20万千瓦循环流化床锅炉研究合作开发合同;另一方面形成了30万千瓦循环流化床锅炉的批量生产。2005年,深圳上市公司粤电力第五届董事会第三次会议审议通过了《关于组建成立茂名粤电油页岩矿电联营有限责任公司的议案》。同意公司控股51%,成立茂名粤电油页岩矿电联营有限责任公司,该公司首期注册资本为1000万元人民币。

茂名市已制订《油页岩发电产业发展规划》,利用茂名储量50亿t以上的油页岩,招商引资建设油页岩发电基地,近期建设两台13.5万千瓦页岩发电机组,中远期建设4台30万千瓦页岩发电机组,总装机容量达到150万千瓦。

2004年年底,茂名市市政府在组建了油页岩项目开发领导小组及办公室,2005年,广东省省长黄华华对茂名油母页岩发电项目作了重要指示,要求茂名尽快上马并做较大油页岩发电项目。同意选用20万千瓦的发电机组,建议首期4×20万千瓦,按首一、首二分步推进实施,特别是要正确地处理好环境保护问题,分步实施。同意项目选址在金塘镇车头屋这个方案;同意采用矿电联营综合利用的原则,要坚持矿电联营、综合利用、投资建设经营三统一,以及加速推进油页岩发电项目的有关工作。

茂名市进一步拟定《茂名市油母页岩发电产业规划2005~2020(建议稿)》,规划中建议近期运用已成熟的135MW循环流化床锅炉技术进行油母页岩发电项目建设,在200MW或300MW技术发展成熟的基础上,总体规划建设1500MW油母页岩发电项目,以减轻国家电煤供应压力,缓解粤西和茂名地区供电紧张,推动茂名经济社会发展。

目前,茂名油页岩矿业公司在茂名含矿区进行开采油页岩,年开采量估计在100万t左右,在电白含矿区有几个小矿正在开采油页岩,年开采量估计在50万~80万t。这些油页岩主要用作当地小型电厂和自备电厂的燃料,部分外运到广西。

3.茂名油页岩开发利用可行性分析

据20世纪50年代抚顺油页岩采油率的试验分析结果表明,抚顺油页岩的含油率平均为5.50%,其收油率约为60%。茂名金塘油页岩的平均含油率为6.71%,好于抚顺油页岩,因此,茂名金塘油页岩的采油率和收油率应高于抚顺油页岩,另外油页岩质量较优的矿石损失率则较小。因此,茂名市金塘含矿区的油页岩实际采油率高于抚顺的油页岩,应采取利用油页岩进行炼油,而不应将油页岩作为燃料燃烧,造成资源浪费。

茂名盆地的油页岩特征与抚顺油页岩含矿区的油页岩的特征类似,都具有埋深较浅,单层厚度大,适合露天开采。因此,可以在抚顺油页岩含矿区的开发试验基础上、应用该开采技术和提炼页岩油技术的开发本区的油页岩。

同时,工业分析结果表明,茂名金塘油页岩的发热量平均在5.02~7.34MJ/kg,发热量相对较高,除了用于发电用燃料,还可以论证设计坑口电站,采用硫化循环床锅炉进行发电,以解决广东省电力不足问题。

元素分析结果表明,茂名油页岩的含硫量平均为1.14%,虽然为炼制高品质页岩油增加了困难,但为炼制硫铵副产品创造了有利条件,因此,本区油柑窝组油页岩可以生产硫铵副产品。另外,元素分析结果表明油柑窝组油页岩含碳量为14.95%、含氮量为0.52%,均达到了较高水平,因此,本区油柑窝组油页岩可以用于生产化肥。

茂名盆地的油页岩埋深较小,单层厚度大,与抚顺油页岩含矿区特征类似,适用露天开采。因此,可以在抚顺油页岩含矿区的开发试验基础上、应用该开采技术和提炼页岩油技术的开发本区的油页岩。同时也可以为其他类似油页岩含矿区的油页岩提供开发和炼制页岩油技术。

(四)山东黄县油页岩含矿区

黄县含矿区位于山东半岛北部,属烟台地区及蓬莱管辖,将黄县含矿区分为八个勘查区,分别为北皂油页岩勘查区、海岱油页岩勘查区、梁家油页岩勘查区、柳海东区油页岩勘查区、桑园油页岩勘查区、洼里油页岩勘查区、乡城油页岩勘查区、雁口油页岩勘查区。区内油页岩的分布不均一,其层位,厚度,特征均有一定变化。各勘查区的勘查阶段为详查—勘探阶段,黄县属于高勘探程度区。

黄县含矿区油页岩主要赋存于渐—始新统黄县组地层,不同勘查区油页岩发育的层数略有不同。总体来看埋深在60~1000m,矿层倾角小于15°。矿层单层厚度在0.7~13.9m。含油率平均在11.79%~20.35%,最高可达29.75%。发热量平均在7.1~16.05MJ/kg,灰分平均在43.51~61.05%,含硫量较低,矿石比重为1.17~1.7t/m3

本次评价黄县油页岩含矿区内查明油页岩资源储量为75830万t。查明技术可采资源储量为44014万t。查明资源储量为10479万t,查明技术可采资源储量为6081万t。黄县含矿区内页岩油可回收资源储量为4561万t,其中查明可回收资源储量为4561万t,累计探明可回收资源储量2107万t。

黄县油页岩含矿区的油页岩埋深较大,单层厚度小,与桦甸油页岩含矿区特征类似,适用井下开采。因此可以在桦甸油页岩含矿区的开发试验基础上、应用该开采技术和提炼页岩油技术的开发本区的油页岩。

通过对上述四个油页岩含矿区开发试验,可以分别获得资源储量规模较大适合露天开采和资源储量规模中等适于井下开采的油页岩开采和页岩油提取的技术和实际经验,为后续的吉林罗子沟含矿区、甘肃炭山岭含矿区、陕西铜川含矿区等区域的油页岩的开采和炼油提供理论基础和实用技术。

(五)吉林罗子沟油页岩含矿区

汪清罗子沟含矿区油页岩埋藏浅,油页岩含油率3.51%~14.37%,平均6.72%,其中2、3层油页岩为本区主要油页岩层,品质好、赋存稳定、资源储量大,具有代表性。发热量20.35MJ/kg,灰分76.39%,水分1.07%,全硫0.55%。

罗子沟含矿区油页岩资源储量109127万t,油页岩技术可采资源储量44977万t;查明资源储量23090万t,油页岩查明技术可采资源储量14864万t,油页岩潜在技术可采资源量30113万t。页岩油可采资源储量2065万t,其中查明可采资源储量为728万t,累计探明可采资源储量181万t。

同时必须加强罗子沟预测区的勘查工作,采用边采边探的工作思路,使得油页岩探明可采资源储量会逐渐增加,因此,该区开发前景广阔。

三、油页岩后备开发目标区

(一)甘肃炭山岭油页岩含矿区

经本次评价,炭山岭油页岩资源储量138353万t,其中油页岩剩余查明资源储量44306万t,油页岩潜在资源量91557万t;油页岩技术可采资源储量50750万t,其中油页岩剩余查明技术可采资源储量19767万t,油页岩潜在技术可采资源储量29756万t。

炭山岭含矿区页岩油可采资源储量为2373万t,其中查明可采资源储量为1191万t,累计探明可采资源储量189万t。

炭山岭含矿区油页岩资源储量较大,但探明程度相对较低,因此,随着开发的进行,该区探明资源储量将逐步增加,开发前景十分广阔。

(二)甘肃窑街油页岩含矿区

甘肃窑街含矿区油页岩,一般埋深小于500m,窑街矿区油一层和油四层两层总的含油率为5.37%,灰分含量为69.87%,水分含量为2.34%,挥发分含量为20.39%,硫分含量为0.66%,发热量为6.93MJ/kg。

经本次评价,窑街矿区油页岩资源储量为33090万t,其中剩余查明油页岩资源储量27604万t,潜在油页岩资源量2815万t;油页岩技术可采资源储量15544万t,其中剩余查明技术可采资源储量13380万t,潜在技术可采资源量774万t。

本含矿区页岩油可采资源储量具有一定的规模,但探明程度较低,勘查阶段达到详查阶段,在加强勘查工作的前提下,将会进一步扩大探明可采资源储量。

(三)内蒙古奈曼旗油页岩含矿区

内蒙古奈曼旗油页岩含矿区的奈曼杖子勘查区平均含油率为5.54%,化吉营子平均含油率为5.15%,半焦一般为90.00%,灰分69.50%~94.50%,发热量1.19~7.24MJ/kg,全硫1.55%。

奈曼旗含矿区页岩油可采资源储量1190万t,其中查明可采资源储量为772万t,累计探明可采资源储量182万t。

本含矿区页岩油可采资源储量具有一定的规模,但探明程度较低,勘查阶段达到详查阶段,随着加强勘查工作,将会进一步扩大探明可采资源储量。

(四)陕西铜川油页岩含矿区

陕西铜川油页岩含矿区油页岩最大埋深仅为250m,多处见油页岩出露;南部何家坊勘查区油页岩平均厚度为13.6m,北部烈桥勘查区平均厚度为14.15m,塔泥河勘查区平均厚度为16.85m。含油率最高为9.25%,最低为3.58%,一般含油率5%~7%;含油率基本上也是南低北高,南部何家坊勘查区平均含油率为6.30%,北部烈桥勘查区平均含油率为7.09%,塔泥河勘查区平均含油率为7.74%。灰分平均大于70%以上,属高灰分油页岩;全硫含量较高,一般大于3%;质量较轻,体重仅为1.90t/m3

铜川含矿区得油页岩资源储量92664万t,页岩油资源储量6048万t。页岩油储量规模较大,随着累积探明可采量的增加,本含矿区的油页岩具有较大的开发潜力。

四、油页岩开发趋势预测

预计到2010年通过对页岩油探明的资源储量较大的抚顺含矿区、桦甸含矿区、茂名含矿区和黄县含矿区等含矿区进行优先开发,可形成年产200万t页岩油的产能;到2015年在对上述含矿区开发过程中加大其生产能力的基础上,同时投入开发电白含矿区、高州含矿区、罗子沟含矿区等含矿区,预计可形成年产500万t页岩油的产能,并对炭山岭、窑街、铜川和奈曼旗等含矿区进行补充勘查工作;到2020年除了进一步加大已经开发含矿区的力度、提高其生产能力外,再投入开发铜川含矿区、炭山岭含矿区、窑街含矿区等含矿区,预计页岩油的生产规模可以达到1000万t。




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