新疆地區(qū)油頁(yè)巖資源分布及開(kāi)發(fā)利用分析

鄧如軍

[摘要]近年來(lái)，隨著石油供應(yīng)日益緊張、價(jià)格不斷高漲，油頁(yè)巖的開(kāi)發(fā)利用又重新成為國(guó)家下一步資源開(kāi)發(fā)利用的重點(diǎn)。油頁(yè)巖是人造石油的重要原料，經(jīng)過(guò)加工提煉，可制得汽油、煤油、柴油等液體燃料，具有與石油相同的作用，新疆烏魯木齊-吉木薩爾一帶油頁(yè)巖其具有非常廣闊的開(kāi)發(fā)利用前景。

[關(guān)鍵詞]油頁(yè)巖 新疆資源分布 開(kāi)發(fā)利用 加工工藝

[中圖分類(lèi)號(hào)] F407.22 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-71-1

油頁(yè)巖（又稱油母頁(yè)巖）是一種高灰分的含可燃有機(jī)質(zhì)的沉積巖，它和煤的主要區(qū)別是灰分超過(guò)40%，與碳質(zhì)頁(yè)巖的主要區(qū)別是含油率大于3.5%，含油率大于5%，發(fā)熱量超過(guò)7.54MJ/kg。油頁(yè)巖經(jīng)低溫干餾可以得到頁(yè)巖油，頁(yè)巖油類(lèi)似原油，可以制成汽油、柴油或作為燃料油。除單獨(dú)成藏外，油頁(yè)巖還經(jīng)常與煤形成伴生礦藏，一起被開(kāi)采出來(lái)。利用油頁(yè)巖發(fā)電一般是指利用熱值在1200大卡以上的油頁(yè)巖，輔以適量的煤用于發(fā)電的利用方式，目前已初具規(guī)模。隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境被破壞、石油消耗量加大，于是，油頁(yè)巖這種可替代能源受到各國(guó)重視，油頁(yè)巖的開(kāi)發(fā)和利用也成為各國(guó)專(zhuān)家研究的重點(diǎn)。

1油頁(yè)巖概述

油頁(yè)巖是一種富含有機(jī)質(zhì)、具有微細(xì)層理、可以燃燒的細(xì)粒沉積巖。油頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)的絕大部分是不溶于普通有機(jī)溶劑的成油物質(zhì)，俗稱“油母”。因此，油頁(yè)巖又稱“油母頁(yè)巖”。油頁(yè)巖是一種能源礦產(chǎn)，屬于低熱值固態(tài)化石燃料。一般地，國(guó)際上常以每噸油頁(yè)巖能產(chǎn)出0.25bbl（即0.034t）以上頁(yè)巖油的油頁(yè)巖稱為“油頁(yè)巖礦”，或者將產(chǎn)油率高于4%者的油頁(yè)巖稱為礦。過(guò)去，我國(guó)將含油率在5%以上的油頁(yè)巖定為富礦，并計(jì)算儲(chǔ)量；含油率在5%以下的油頁(yè)巖定為貧礦，不計(jì)算儲(chǔ)量；也有將油頁(yè)巖產(chǎn)油率低于6%者定為貧礦，高于10%者定為富礦。

2油頁(yè)巖特征分析

油頁(yè)巖經(jīng)常與煤形成伴生礦藏，一起被開(kāi)采出來(lái)，新疆烏魯木齊礦區(qū)內(nèi)煤層內(nèi)含大量的油頁(yè)巖，油頁(yè)巖與煤共生一礦，富集層有兩個(gè)：煤層間和煤層上部厚層油頁(yè)巖段。煤層上部厚層油頁(yè)巖段，一般厚度在90-150m，最厚為178.54m，最薄為28.13m。在礦區(qū)的煤層間的油頁(yè)巖厚度變化與煤層變化一致，厚度愈大含油率愈高，具開(kāi)采價(jià)值。

通過(guò)詳查采樣，進(jìn)行了工業(yè)分析、視密度、低溫干餾、稀有元素、全硫及發(fā)熱量測(cè)定，測(cè)定結(jié)果為：油頁(yè)巖為黑灰色、細(xì)膩且可燃，可用爐火燒。油頁(yè)巖中含水分值為：0.23―1.66%，平均1.04%；含灰量為48.46―89.47%，平均為79.08%。揮發(fā)份為55.25%―100.00%，平均為82.69%。在油頁(yè)巖中，在低溫干餾試驗(yàn)中所得半焦型為A型，油頁(yè)巖的結(jié)焦性較好。但油頁(yè)巖中含有有害元素硫，在煤層上部的油頁(yè)巖段為特低硫，中煤層及中至下層的油頁(yè)巖為特低硫至低硫。

煤層上部油頁(yè)巖段由于灰分大，不著火，沒(méi)有發(fā)熱量指標(biāo)。上2至中煤層間04-7號(hào)孔測(cè)定干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，d）為15.25JM/kg，中至下煤層間在04-5號(hào)孔測(cè)定干燥基高位發(fā)熱量（Qgr，d）為12.62JM/kg。煤層上部油頁(yè)巖段含油率一般在1.65-5.42%，平均為3.67%，屬于貧油層；上2至中煤層間油頁(yè)巖含油率2.64～12.70%，平均為6.94%，屬于富油層，中至下煤層間油頁(yè)巖含油率為4.30～14.60%，平均為6.60%，根據(jù)5個(gè)鉆孔中采取的樣品化驗(yàn)，其中含油率在4～5間的4個(gè)點(diǎn)，≥6%的1個(gè)點(diǎn)，屬于貧油層。

3新疆油頁(yè)巖資源分析

僅從目前公開(kāi)的資料看，還無(wú)法判斷新疆油頁(yè)巖的具體儲(chǔ)量。目前探明的新疆油頁(yè)巖資源儲(chǔ)量主要集中在烏魯木齊—吉木薩爾一帶，該礦帶呈弧形分布于博格達(dá)山與準(zhǔn)噶爾盆地轉(zhuǎn)換部位，長(zhǎng)約134公里，寬約10-20公里，自西向東，主要有妖魔山、水磨溝、蘆草溝、三工河及韭菜園子油頁(yè)巖床等。該礦帶已探明資源量4億噸，預(yù)測(cè)資源量114億噸，分別折合頁(yè)巖油0.2億噸，5.7億噸。

4油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)工藝

4.1開(kāi)采工藝

直接開(kāi)采包括露天和井下兩種方式。露天開(kāi)采適合較淺的礦床，成本低，安全系數(shù)高。井下開(kāi)采有豎井、水平坑道采礦兩種方式，適合于較深的礦床。直接開(kāi)采有三個(gè)方面局限性：一是生態(tài)環(huán)境及水質(zhì)破壞嚴(yán)重。無(wú)論是露天采礦還是井下采礦，都需要把地下水位降低到含油頁(yè)巖層的層位以下，開(kāi)采1立方米油頁(yè)巖，一般需要抽出25立方米的地下水；采礦水極大地增加了地表水、地下水中硫酸鹽的含量。二是灰渣污染嚴(yán)重。通過(guò)直接開(kāi)采得到的油頁(yè)巖用于提煉頁(yè)巖油或直接燃燒，產(chǎn)生大量灰渣，污染空氣，且占地面積大，其中金屬元素和微量元素滲入地下水體，危害人們生產(chǎn)生活。

4.2燃燒發(fā)電工藝

油頁(yè)巖中富含有機(jī)質(zhì)，直接將開(kāi)采出的油頁(yè)巖作為燃料燃燒發(fā)電是油頁(yè)巖的另一大用途。相對(duì)于干餾工藝而言，省卻了中間提煉環(huán)節(jié)，大大提高了能源的利用效率。油頁(yè)巖的燃燒有兩種形式：粉末頁(yè)巖懸浮燃燒；顆粒頁(yè)巖沸騰燃燒。20世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)先后建造了總量均為1600Mw的兩臺(tái)大型油頁(yè)巖粉末爐電站。以色列、美國(guó)采用鼓泡流化床和循環(huán)流化床燃燒油頁(yè)巖發(fā)電。德國(guó)道頓豪遜魯爾巴赫水泥廠利用油頁(yè)巖燃燒提供該廠電力，并利用頁(yè)巖生產(chǎn)水泥。

5新疆油頁(yè)巖的開(kāi)發(fā)與利用

區(qū)域優(yōu)勢(shì)明顯。新疆油頁(yè)巖礦床正位于烏魯木齊經(jīng)濟(jì)圈（烏魯木齊-吉木薩爾）內(nèi)。該經(jīng)濟(jì)圈以石化工業(yè)發(fā)達(dá)為特色，交通方便。開(kāi)采利用便利。該區(qū)域礦帶分布于盆地邊緣，探明程度較高，構(gòu)造簡(jiǎn)單，礦層厚度大，較穩(wěn)定，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，可就地轉(zhuǎn)化。在吉木薩爾縣的油頁(yè)巖適宜露天開(kāi)采。新疆油頁(yè)巖儲(chǔ)量豐富處于未開(kāi)發(fā)狀況，礦藏具有埋藏淺、開(kāi)采成本低的特點(diǎn)，且地廣人稀、天氣干燥、施工方便。在國(guó)際油價(jià)不斷攀升的背景下，為緩解國(guó)內(nèi)對(duì)進(jìn)口石油的依存度，尋找可替代能源的步伐悄然加快。近年來(lái)，先后有新疆（成大）寶明公司吉木薩爾頁(yè)巖油項(xiàng)目（目前國(guó)內(nèi)最大油頁(yè)巖項(xiàng)目）；新疆太姥礦業(yè)巴里坤頁(yè)巖油項(xiàng)目項(xiàng)目；阜康市大黃山油頁(yè)巖礦項(xiàng)目（阜康市華澤科技發(fā)展有限公司）相繼開(kāi)工建設(shè)。拉開(kāi)了新疆油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)的序幕。

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