新疆地区油页岩资源分布及开发利用分析

邓如军

[摘要]近年来，随着石油供应日益紧张、价格不断高涨，油页岩的开发利用又重新成为国家下一步资源开发利用的重点。油页岩是人造石油的重要原料，经过加工提炼，可制得汽油、煤油、柴油等液体燃料，具有与石油相同的作用，新疆乌鲁木齐-吉木萨尔一带油页岩其具有非常广阔的开发利用前景。

[关键词]油页岩 新疆资源分布 开发利用 加工工艺

[中图分类号] F407.22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-71-1

油页岩（又称油母页岩）是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40%，与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%，含油率大于5%，发热量超过7.54MJ/kg。油页岩经低温干馏可以得到页岩油，页岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外，油页岩还经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来。利用油页岩发电一般是指利用热值在1200大卡以上的油页岩，辅以适量的煤用于发电的利用方式，目前已初具规模。随着全球经济的发展，环境被破坏、石油消耗量加大，于是，油页岩这种可替代能源受到各国重视，油页岩的开发和利用也成为各国专家研究的重点。

1油页岩概述

油页岩是一种富含有机质、具有微细层理、可以燃烧的细粒沉积岩。油页岩中有机质的绝大部分是不溶于普通有机溶剂的成油物质，俗称“油母”。因此，油页岩又称“油母页岩”。油页岩是一种能源矿产，属于低热值固态化石燃料。一般地，国际上常以每吨油页岩能产出0.25bbl（即0.034t）以上页岩油的油页岩称为“油页岩矿”，或者将产油率高于4%者的油页岩称为矿。过去，我国将含油率在5%以上的油页岩定为富矿，并计算储量；含油率在5%以下的油页岩定为贫矿，不计算储量；也有将油页岩产油率低于6%者定为贫矿，高于10%者定为富矿。

2油页岩特征分析

油页岩经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来，新疆乌鲁木齐矿区内煤层内含大量的油页岩，油页岩与煤共生一矿，富集层有两个：煤层间和煤层上部厚层油页岩段。煤层上部厚层油页岩段，一般厚度在90-150m，最厚为178.54m，最薄为28.13m。在矿区的煤层间的油页岩厚度变化与煤层变化一致，厚度愈大含油率愈高，具开采价值。

通过详查采样，进行了工业分析、视密度、低温干馏、稀有元素、全硫及发热量测定，测定结果为：油页岩为黑灰色、细腻且可燃，可用炉火烧。油页岩中含水分值为：0.23―1.66%，平均1.04%；含灰量为48.46―89.47%，平均为79.08%。挥发份为55.25%―100.00%，平均为82.69%。在油页岩中，在低温干馏试验中所得半焦型为A型，油页岩的结焦性较好。但油页岩中含有有害元素硫，在煤层上部的油页岩段为特低硫，中煤层及中至下层的油页岩为特低硫至低硫。

煤层上部油页岩段由于灰分大，不着火，没有发热量指标。上2至中煤层间04-7号孔测定干燥基高位发热量（Qgr，d）为15.25JM/kg，中至下煤层间在04-5号孔测定干燥基高位发热量（Qgr，d）为12.62JM/kg。煤层上部油页岩段含油率一般在1.65-5.42%，平均为3.67%，属于贫油层；上2至中煤层间油页岩含油率2.64～12.70%，平均为6.94%，属于富油层，中至下煤层间油页岩含油率为4.30～14.60%，平均为6.60%，根据5个钻孔中采取的样品化验，其中含油率在4～5间的4个点，≥6%的1个点，属于贫油层。

3新疆油页岩资源分析

仅从目前公开的资料看，还无法判断新疆油页岩的具体储量。目前探明的新疆油页岩资源储量主要集中在乌鲁木齐—吉木萨尔一带，该矿带呈弧形分布于博格达山与准噶尔盆地转换部位，长约134公里，宽约10-20公里，自西向东，主要有妖魔山、水磨沟、芦草沟、三工河及韭菜园子油页岩床等。该矿带已探明资源量4亿吨，预测资源量114亿吨，分别折合页岩油0.2亿吨，5.7亿吨。

4油页岩开发工艺

4.1开采工艺

直接开采包括露天和井下两种方式。露天开采适合较浅的矿床，成本低，安全系数高。井下开采有竖井、水平坑道采矿两种方式，适合于较深的矿床。直接开采有三个方面局限性：一是生态环境及水质破坏严重。无论是露天采矿还是井下采矿，都需要把地下水位降低到含油页岩层的层位以下，开采1立方米油页岩，一般需要抽出25立方米的地下水；采矿水极大地增加了地表水、地下水中硫酸盐的含量。二是灰渣污染严重。通过直接开采得到的油页岩用于提炼页岩油或直接燃烧，产生大量灰渣，污染空气，且占地面积大，其中金属元素和微量元素渗入地下水体，危害人们生产生活。

4.2燃烧发电工艺

油页岩中富含有机质，直接将开采出的油页岩作为燃料燃烧发电是油页岩的另一大用途。相对于干馏工艺而言，省却了中间提炼环节，大大提高了能源的利用效率。油页岩的燃烧有两种形式：粉末页岩悬浮燃烧；颗粒页岩沸腾燃烧。20世纪50年代，前苏联先后建造了总量均为1600Mw的两台大型油页岩粉末炉电站。以色列、美国采用鼓泡流化床和循环流化床燃烧油页岩发电。德国道顿豪逊鲁尔巴赫水泥厂利用油页岩燃烧提供该厂电力，并利用页岩生产水泥。

5新疆油页岩的开发与利用

区域优势明显。新疆油页岩矿床正位于乌鲁木齐经济圈（乌鲁木齐-吉木萨尔）内。该经济圈以石化工业发达为特色，交通方便。开采利用便利。该区域矿带分布于盆地边缘，探明程度较高，构造简单，矿层厚度大，较稳定，水文地质条件简单，可就地转化。在吉木萨尔县的油页岩适宜露天开采。新疆油页岩储量丰富处于未开发状况，矿藏具有埋藏浅、开采成本低的特点，且地广人稀、天气干燥、施工方便。在国际油价不断攀升的背景下，为缓解国内对进口石油的依存度，寻找可替代能源的步伐悄然加快。近年来，先后有新疆（成大）宝明公司吉木萨尔页岩油项目（目前国内最大油页岩项目）；新疆太姥矿业巴里坤页岩油项目项目；阜康市大黄山油页岩矿项目（阜康市华泽科技发展有限公司）相继开工建设。拉开了新疆油页岩开发的序幕。

参考文献

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