油页岩矿地质勘查程度及开发利用
(一)以往地质勘查工作
1956年,华东煤田地质勘探局第一普查队在本区进行普查,填绘了1∶5万地质图,施工钻孔11个,提交了《昌临区概查报告》。
1957年8月,山东省工业厅勘探队对五图煤田进行了勘探,施工钻孔10个,提交了《五图煤田地质勘探报告》,但该项工作时间短,工程量少,难以对煤田进行全面评价,报告未审批。
1960年5月山东省煤炭管理局勘探局121队提交了《五图煤田地质勘探最终地质报告(详查)》,由山东省煤炭工业管理局技术委员会于1961年5月复审,1962年7月下达复审意见书。复审意见书结论为:“该地区的勘探工作就中煤组而言,其煤的用途、构造的控制、水文地质条件的了解以及储量的探明程度基本上可以满足小井报告的要求,同意批准中煤组储量。油页岩的勘探工作,由于对层数、厚度、品位等基本要素缺乏了解,仅按 ‘组’估算,远景储量尚达不到最终勘探的要求,应根据国家需要的缓急进行补充勘探。”《五图煤田地质勘探最终地质报告(详查)》提交中煤组储量(B+C1+C2)778.5万t,油页岩储量(C2级)富矿(焦油产率≥5%)29017.5万t,贫矿(焦油产率4%～5%)13265.3万t,合计42282.8万t。复审批准中煤组储量(B+C1+C2)700.5万t。
1958～1962年,山东省地质局、北京地质学院在该区进行了1∶20万地质测量工作。
1962年,山东省地质局进行了1∶5万地质测量工作。
2004年12月,昌乐县五图煤矿有限责任公司委托山东正元地质资源勘查有限责任公司编制《山东省昌乐县五图煤矿资源储量检测地质报告》,山东省评审中心批准。检测报告深入研究了前人资料,指出五图矿区深部煤层具有较大经济价值,可进行详查。
2006年12月,山东正元公司依据原山东省煤炭管理局地质勘探局121队1960年提交的《五图煤田地质勘探最终地质报告(详查)》、五图煤矿开采资料及2006年的钻探成果,编制了《山东省五图煤田五图煤矿深部详查报告》。提交褐煤二号资源量(332+333)2704.7万t。其中:控制的内蕴经济资源量(332)742.8万t,推断的内蕴经济资源量(333)1961.9万t,伴生油页岩资源量:推断的内蕴经济资源量(333)27212.9万t。
(二)开发利用
褐煤主要由1985年投产的五图煤矿开采,另外曾有三处集体煤矿开采老矿区残留资源。五图煤矿设计生产能力30万t/a,2013年产煤9.21万t,实现工业总产值1256万元。
朱刘煤矿于1976年投产开采,设计生产能力为15万t/a。所产煤主要用作能源、炼焦和化工原料。2013年停产,在办理关闭手续。
能源是我国社会经济可持续发展的基础。我国曾在20世纪80～90年代开展过两次全国性油气资源评价，为国家制定能源发展战略和油气工业发展规划，指导油气资源勘探工作发挥了重要作用。2002年，我国原油进口超过亿吨，能源问题成为经济发展的瓶颈。2003年，国土资源部、国家发展和改革委员会及财政部联合组织启动了新一轮 “全国油气资源评价”。这次不仅评价常规的油气，同时也评价煤层气、油页岩和油砂等非常规油气资源，不仅评价地质资源量，还评价可采资源量。其中，“全国油页岩资源评价” 为其中的课题之一。
已完成的 “全国油页岩资源评价” 课题研究认为（刘招君等，2006）：我国油页岩主要分布在20个省和自治区、47个盆地，共有84个含矿区；全国油页岩资源为7199.37亿t，储量仅次于美国、巴西和爱沙尼亚，居世界第四位。但全国油页岩资源中查明油页岩资源量仅为500.49亿t，这表明我国油页岩虽资源丰富，但勘探程度低。
为此，开展油页岩探测方法技术的有效性试验研究，针对我国油页岩矿床的地质特征，提供一套行之有效的勘查手段，无疑将促进并保障我国油页岩工业的科学发展，为国家能源的安全和社会经济的可持续发展作出贡献。
(一)油页岩矿地质勘查程度
五图煤矿自2004年下半年起,在充分搜集地质资料与矿井实际开采情况的基础上,进行矿区深部煤层及油页岩勘探。委托山东正元地质资源勘查有限公司进行地质钻孔勘查,在勘查区范围内开展煤炭深部勘探工作,了解和摸清五图煤田D煤组及油页岩组情况。2005年9月,五图煤矿申领了《矿产资源勘查许可证》,证号为3700000511020,勘查面积为4.65km2,有效期为3年,依法取得五图煤田探矿权。2006年3月,五图煤矿与山东正元地质勘查有限公司签订《地质勘查委托合同》。同年4月,山东正元公司在充分研究前人勘查成果及开采资料的基础上,编制了《山东省五图煤田五图煤矿深部详查设计》。2006年4月,开始野外钻探施工,共完成钻探工程量2257.59m/4个孔,煤心样43件,夹矸样16件,瓦斯样2件,油页岩样67件,炭质页岩样1件。钻探施工共进行地球物理测井2257.59m/4个孔。利用原121队提交的《五图煤田地质勘探最终(详查)地质报告》中勘查钻孔16个,钻孔总计工程量8377.27m。2006年9月,山东正元公司根据勘探编制了《山东省五图煤田五图煤矿深部详查报告》。该报告于2006年12月28日由山东省矿产资源评审中心组织专家进行了评审。并由山东省国土资源厅进行了资源储量评审备案。由于陆相沉积地层的对比有问题,对油页岩及下煤组的对比未明确解决,仅以普查程度批准了油页岩组储量。含油率多在7%～8%之间,最高达16.25%,全水分在1.6%～8.5%之间;灰分较高,发热量在6.70～8.37MJ/kg之间,固定碳多在15%以下,氢在2%以下,氧化铝在15%以下,磷的含量在0.2%左右,硫的含量为1%～3%。通过钻探几个孔(2号、3号、4号)的情况来看,油页岩层数在2m以上的达十几层之多,最大厚度达23m。山东煤炭地质局(泰安)和大连理工大学煤化工研究设计所分别对其进行了抽样化验。山东煤田地质局化验结果:油页岩含油率在4.29%～16.25%之间,平均8.6%,最大含油率达到16.25%,水分9.82%～2.02%,灰分67.72%～34.45%,挥发分36.97%～19.98%,发热量10.23～4.92MJ/kg,固定碳10.61%～1.24%;元素化验指标不全,仅对碳、氢、氮、氧进行了化验。大连理工大学煤化工研究设计所化验结果:油页岩含油率在11.76%～4.93%之间,水分6.42%～0.94%,灰分76.13%～50.36%,挥发分39.04%～19.98%,发热量12.28～5.04MJ/kg,固定碳13.79%～1.33%;元素化验指标平均硅55.49%、钙2.98%、铝12.5%、镁1.57%,是制造水泥的良好材料。由石油化工大学、大连理工大学等国内专家指导,吉林桦甸北台子油页岩开发有限公司研发中心对山东昌乐五图煤矿褐煤含油率品位化验结果为10.92%。
由此看来五图煤田油页岩的赋存层数之多,厚度之大,为国内所少见,综合利用煤与油页岩,前景十分广阔,开发利用价值巨大。
(二)开发利用
昌乐五图煤田油页岩开发利用其综合优势明显,主要有原料、产品价格、市场和区域四个方面的优势。
1.原料优势
五图煤田的资源储量较为丰富,具有一大、四高、三低的特点。一大即储量大;四高即含油率高、热值高、挥发分高、附加值高;三低即含硫量低、含氮量低、污染低。另外,五图煤矿的页岩油,因其与目前开采的燃煤为伴生,完全可以利用现有采煤生产系统开采,开采成本较低。
2.产品价格优势
在油页岩的产品价格方面,由于国际原油市场价格居高不下,而国内燃油市场又需求旺盛,长期处于供不应求状态,因此作为燃料油的页岩油价格也会持续走高,并且经化验,五图煤矿的油页岩品质较好,项目风险空间较大,风险性低。
3.市场优势
众所周知,近十年来,随着国民经济的高速增长,作为主要能源的石油消费量大幅增加,而同期国内原油的增长速度却较慢,随着需求的增加,这种供需矛盾将长期存在,因此作为石油补充能源的页岩油市场前景将十分广阔。
4.区域优势
五图煤矿处于胶东半岛经济活跃区,环境优美、空气清新,交通发达,民风淳朴,具有良好的投资环境,市场潜力巨大。随着技术的不断创新,油页岩的综合利用将更加广泛,可以提高油页岩开采的附加值和利润空间。
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