页岩油是怎么产生的 油页岩形成的过程
油页岩形成的过程
油页岩的生成过程分三个阶段:原始物质先转变为腐泥胶,再转化为腐泥,然后成为腐泥煤。具体如下:
藻类等低等植物和一些低等动物,繁生于淡水湖、咸水湖或浅海的海湾中,它们死亡以后,沉积到水底;也可能有一些生长在水边沼泽地带的高等植物的孢子和花粉等被风或水带入水中而沉积下来。这些动植物的残骸在静水水底氧气不足的情况下,长期受到微生物(细菌)的作用,而变成所谓腐泥胶。腐泥胶含水高于90%,是一簇簇棉絮似的、暗褐色而具有胶体结构的物质。在腐泥胶中,已基本上看不出原始物质的形态,腐泥胶的形成和堆积是连续的,并随着堆积厚度的增加,腐泥胶在厌氧细菌的作用下逐渐变成腐泥。
腐泥是含有大量有机质的淤泥,是一种胶状有柔软感的油腻物质。腐泥层越深,稠度越大,直至膏状。腐泥中除了有机物质外,还有大量的泥土等无机物质,这些泥土是由流水带进来的,也可能有些原是溶解在水流中的无机盐类由于水质条件的变化,又在静水中沉淀出来,并与死亡了的有机体混合而沉积于水底。腐泥在形成过程中,有机物的不断腐烂,与细菌的作用有关,结果腐泥中的有机物含量不断下降,而无机物含量则增加。
死亡有机体转化成腐泥胶和再转化成腐泥的过程中,在氧气缺乏的情况下,有机物中的一些化学组分发生了化学变化。纤维素和糖类等大部分被细菌分解而放出二氧化碳和水;蛋白质的大部分被分解而放出氨和胺等物质;脂肪则被水解生成脂肪酸和醇类,脂肪酸又发生去羧基作用;一部分烃类也可能由于细菌作用而氧化;一部分木质素和糖类则参加了腐殖酸的形成。由于腐泥生成过程中放出二氧化碳和水,这就使得腐泥中的氧含量减少,而有机碳和氢元素相对增加。
随着腐泥堆积程度的加深,沉积物的孔隙度变小,且由于沉积条件的变化,腐泥被泥纳迟土、矿物质所掩埋,腐泥中的水分也逐渐减少,其中的细菌便无法生存。腐泥被埋藏于矿物层下,受到压缩,并渐渐发生化学变化,这是腐泥转化为腐泥煤的阶段,称为成岩阶段。成岩阶段是不饱和脂肪酸和其他不饱和化合物叠合,而生成不溶基行性的高分子聚合物,蛋白质分解的胺类也可能参与生成高分子化合物的反应,腐殖酸去羧基并聚合生成腐殖质。这些高分子化合物综合在一起,连同无机质形成了腐泥煤。腐泥煤有机质大部分是均匀的,但有洞锋李些腐泥煤仍存在着原始形态的物质,如藻类、孢子,甚至鱼类化石。
腐泥煤中除有机质外,不同程度地含有无机矿物质。前已述及,矿物质可能以固态或悬浮状态被风或流水带进来,如粘土;或为开始时溶于水中,然后在那里沉淀出来的,如硬水中的某些盐类;但有一部分无机质则是死亡动植物在其机体分解和转化后剩下的无机残留物,例如硅藻类的硅酸骨骼,又如贝壳的碳酸钙等。
假如腐泥岩的有机质是均匀的,基本上已不含原始形态的组分,且所含的无机质又不多,这样形成的含无机物质很少的腐泥岩,称为藻煤。如果腐泥岩中的有机质较均匀,但含有大量的无机物质,且占腐泥岩质量的1/3以上,则此种腐泥岩即称为油页岩。
有些油页岩含有不同数量的腐殖物质,并含有烟煤的微颗粒;这是由于其与水边堆积生成的腐殖煤有共生的关系。在某些情况下,有些腐殖煤所含的无机物质也会超过本身质量的1/3,这种腐殖岩则称为腐殖质页岩,亦称碳质页岩。油页岩与碳质页岩的差别同腐泥岩与腐殖煤的差别一样,前者的芳构化程度较低,其干酪根的含氢量较碳质页岩的多,加热干馏时,以干酪根为基准的油收率较高。
油页岩的片理性是由于交替的油页岩生物质与矿物质薄层(通常其厚度小于1mm)组成的纹层,这种纹层表明在安静的沉积条件下,由于季节性的变化,生物质与矿物质交替沉积的结果。
此外,油页岩埋藏在水底生成,在不同时期,由于地质、水流、气候等条件变化的结果,还常与各种碎屑岩层相互交错,因此油页岩矿藏通常有很多层,各层的厚度也会不一致。
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页岩油是指以页岩为主的页岩层系中所含的石油资源。其中包括泥页岩孔隙和裂缝中的石油,也包括泥页岩层系中的致密碳酸岩或碎屑岩邻层和夹层中的石油资源。
通常有效的开发方式为水平井和分段压裂技术。在固体矿产领域页岩油是一种人造石油,是由页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊 *** 气味的粘稠状液体产物。
从页岩油制取轻质油品,是目前人造石油制取合格液体燃料的方法中成本最低的一种。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,页岩油在一类致癌物清单中。
基本介绍 中文名 :页岩油 外文名 :Shale oils 定义 :页岩层系中所含的石油资源 开发方式 :水平井和分段压裂技术 领域 :人造石油 分解 :褐色、有特殊 *** 气味粘稠状液体 产生时间 :寒武系至第三系 储量 :约11万亿~13万亿吨 主要分布 :美国、刚果、巴西、中国等 来源,分布,组成和性质,组成,性质,基本特征,加工,利用,相关新闻, 来源 透过裂解化学变化,可将油页岩中的油母质转换为合成原油。加热油页岩至特定温度能将分离蒸气,即借由蒸馏产生类似石油的页岩油——一种非传统用油——以及易燃的油页岩气(“页岩气”亦可指页岩内含的天然气体)。类似天然石油,富含烷烃和芳烃,但含有较多的烯烃组分,并且还含有含氧、氮、硫等的非烃类组分。页岩油的性质,因各地油页岩组成和热加工条件的差异而有所不同。中国抚顺、茂名、美国格林河(一译绿河)所产的页岩油的氢碳原子比较高,适宜于加工制取轻质油品;但由于其含氮量较高,加工炼制时必须加以脱除,否则会影响油品质量。爱沙尼亚所产的页岩油中酚类等含氧化合物很多,适宜于加工制取化学品。抚顺、茂名页岩油经过适当的加工精制,可以制得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品,还可获得石蜡、酚类、吡啶类、环烷酸和石油焦等化工副产品。页岩油加工的方法与天然石油的炼制过程基本相同,包括精馏、热裂化、石油焦化、加氢精制等过程。 分布 据美国《油气》公布的统计数字,全世界页岩油储量约11万亿~13万亿吨,远远超过石油储量。全球页岩油产于寒武系至第三系,主要分布于美国、刚果、巴西、义大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、中国和加拿大等9个国家。 中国页岩油资源储量也很丰富,根据2004-2006年新一轮中国油气资源评价结果,中国页岩气资源7199.4亿吨,页岩气可采资源2432.4亿吨;页岩油资源476.4亿吨,页岩油可采资源159.7亿吨,页岩油可回收资源119.8亿吨,遍布20个省和自治区、47个盆地和80个含矿区,主要分布在松辽、鄂尔多斯、准噶尔、柴达木、伦坡拉、羌塘、茂名、大杨树、抚顺等9个盆地。其中,松辽、鄂尔多斯、准噶尔等3个盆地油页岩资源占全国的74.24%,可回收页岩油占全国的64.25%。吉林、辽宁和广东三个省份的储量最大。 美国能源信息局估计,全世界页岩油总储量为3450亿桶,其中俄罗斯750亿桶,美国580亿桶,没握中国320亿桶。美国专家认为,俄罗斯页岩油储量几乎都蕴含于西西伯利亚巴热诺沃岩系的页岩油沉积层,在1.24万亿桶总储量中,即使不考虑经济效益也只有6%可以开采。近年来,俄卢克石油公司、俄罗斯石油公司同美国埃克森美孚石油合作、俄罗斯天然气石油公司同壳牌公司合作枯迟庆,计画开始对页岩油进行试验性开采。和俄罗斯情况不同的是,由于压裂和定向钻井技术的广泛套用,美国页岩油开采已达石油开采总量的30%。在对伊朗进行制裁的情况下,由于页岩油储量的存在,使国际市场原油价格能一直保持在每桶120美元以下。 组成和性质 组成 组成页岩油的化合物主要有以下几类:烃类、含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物。 油页岩热解后得到的页岩油富含烷烃和芳烃,但烯烃含量较天然石油中的高很多,并含氮、硫、氧等非烃类有机化旦者合物。 页岩油与天然石油不同之处就是页岩油中不饱和烃的含量极高;另一不同之处是页岩油中非烃化合物含量高。在天然石油中不含烯烃,含氮化合物含量也不高,含氧化合物则更少。 性质 页岩油常温下为褐色膏状物,带有 *** 性气味。页岩油中的轻馏分较少,汽油馏分一般仅为2.5%~2.7%;360℃以下馏分约占40%~50%;含蜡重油馏分约占25 %~30%;渣油约占20%~30%。页岩油中含有大量石蜡,凝固点较高,含沥青质较低,含氮量高,属于含氮较高石蜡基油。 世界各地所产的页岩油由于组成和性质不同,在密度、含蜡量、凝固点、沥青质、元素组成方面有很大差别,但各地页岩油的碳氢重量比均在7~8左右,是最接近天然石油,最适于代替天然石油的液体燃料组成。 基本特征 与源储分离的常规石油和近源聚集的致密油不同,页岩油在聚集机理、储集空间、流体特征、分布特征等方面具有明显的特征,与页岩气有更多相似之处。 主要有以下六个特征,源储一体,滞留聚集;较高成熟度富有机质页岩,含油性较好;发育纳米级孔、裂缝系统,利于页岩油聚集;储层脆性指数较高,宜于压裂改造;地层压力高、油质轻,易于流动和开采;大面积连续分布,资源潜力大。 加工 影响页岩油柴油颜色及安定性的主要因素是其中含有大量的不饱和烃及氮、硫、氧等杂原子化合物,要解决页岩油柴油质量合格问题,关键在于如何脱除页岩油中的氮、硫、氧等杂原子化合物。 天然石油的加工技术一般都适用于页岩油的加工。目前(截止2011年)页岩油的加工方法主要分为加氢处理和非加氢处理二种。加氢处理页岩油可得到液体燃料,包括柴油、石脑油和汽油,生产的柴油稳定性好,产品收率高,没有“三废”排放,但一次性投资大,所需设备费用及操作费用也很高,适合于大型炼油厂;而非加氢处理过程设备投资小,工艺操作简单,费用较低,适合中小型炼油厂,非加氢处理一般包括酸碱精制、溶剂精制、吸附精制和加入稳定剂等。 利用 页岩油中丰富的烷烃和烯烃可生产相关的高附加值化学品。C6~10馏分被利用来生产增塑剂;C10~13馏分中通过生物降解线形十二烷基苯所得的产品作为清洁剂原材料;C14~18馏分作为脂肪醇和烷基硫化盐产品的原材料;重质烷烃馏分通过裂化以生产各种低分子质量的烯烃,也可以获得沥青和碳纤维。 燃烧的油页岩 页岩油硫化物主要为硫化氢、硫醇类、噻吩类及硫茚等有机硫及二硫化物。硫的资源广而廉价,工业上、农业上、医药上、染织上和合成材料上的硫和硫化物的用途是非常多的。硫的用途主要是制酸(主要是硫酸)。 页岩油中的含氮化合物可分为3类:碱性的、弱碱性的和中性的。碱性含氮化合物主要是叔胺类的吡啶系、喹啉系和异喹啉系化合物,弱碱性含氮化合物主要属于吡啶系化合物,中性含氮化合物则主要是腈类R-CN。 而页岩油中存在的含氮化合物主要为吡啶系氮化物。吡啶碱是多用途的化工原料,它能溶解一般溶剂所难溶解的有机物,尤其是轻质吡啶,广泛用于制药工业。重质吡啶除了氧化制取菸碱酸外,又是有色金属矿的浮选剂,尤其对硫化物矿具有优良的富集性能。 吡啶碱及硫酸吡啶络合物对稀酸侵蚀钢铁有一定的抑制作用,可用做钢铁腐蚀抑制剂。 页岩油中的含氧化合物有:酸性含氧化合物和酚类,以及中性含氧化合物。而页岩油中含氧化合物的利用主要以酚类化合物为主。酚类化合物是塑胶、染料、合成纤维、电气绝缘、防腐蚀和药品等的主要化学原料。其中重质酚类可以作为铜、铅、锌磁铁等矿物的浮选剂,也是制造木材粘合剂、农药杀虫剂等原料。 相关新闻 2012年10月3日,日本石油和天然气开采企业石油资源开发公司宣布从地下1800米深处的页岩层中提取出页岩油。这是日本首次从本国地层中成功提取页岩油。据该公司预测,鲇川油气田及其附近油气田的页岩油储量约有500万桶,而整个秋田县的储量可在1亿桶,相当于日本每年石油消耗量的10%。日本业内人士希望,国产页岩油有助于能源的多样化以及减轻日本对海外能源的依赖。 澳大利亚林肯能源公司2013年1月24日宣布在澳大利亚内陆发现了一个巨大的页岩油矿,预估价值高达21万亿美元(约合人民币131万亿元),讯息公布后,该公司市值飙升23.6%。澳大利亚南澳洲(页岩油矿所在地)矿业部长汤姆则认为,如果林肯能源公司的石油被挖掘出来,澳大利亚将从石油进口国转变为净出口国。报导称,林肯能源公司将通过英国巴克莱银行,寻找一个拥有页岩油矿专家的合资伙伴,共同开发这个世界级油矿。 近日,国家能源页岩油研发中心(以下简称“研发中心”)在北京举行工作启动暨第一届学术委员会会议,中国科学院院士、中国石化副总地质师金之钧任研发中心主任,国家能源局副局长张玉清、中国石化董事长傅成玉、中国石油大学(华东)校长山红红及相关领域专家50余人参会。
页岩油是什么。
一种人造石油,是油页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物。类似天然石油,富含烷烃和芳烃,但含有较多的烯烃组分,并且还含有含氧、氮、硫等的非烃类组分。页岩油的性质,因野友各地油页岩组成和热加工条件的差异而有所不同。中国抚顺、茂名、美国格林河(一译绿河)所产的页岩油的氢碳原子比较高,适宜于加工制取轻质油品;但由于其含氮量较高,加工炼制时必须加以脱除,否则会影响油品质量。爱沙尼亚所产的页岩油中酚类等含氧化合物很多,适宜于加工制取化学品。抚顺、茂名页岩油经过适当的加工精制,可以制得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品,还可获得石蜡、酚类、吡啶类、环烷酸和石油焦等化工副产品。页岩油加工的方法与吵友天然石油的炼制过程基本相同,包括精馏、热裂化、石油焦化、加氢精制等过程。
从页岩油制取轻质油品,是目前人造石油制取合格液体燃料的方法中成本最低的一种。
页岩油是油页岩热加工时其有机质受热分解颂碰槐后生成的产物,类似天然石油,但含有较多的不饱和烃类及含有氮、硫、氧等非烃有机化合物。
由于油页岩有机质组成的不同,以及热加工条件的差异,因而各地所产的页岩油的组成和性质也不一样。比重约在0.9~1.0之间。比重随着温度的升高而下降。