严 翔
(青海煤炭地质一0五勘探队,青海 西宁 810000)
作为石油资源的重要替补资源,我国的油页岩储量比较丰富,这对缓解我国石油供应紧张以及价格上涨的问题有一定积极作用。目前,世界上各大石油公司对油页岩的开发与利用都比较重视。而今,为了对油页岩进行更好地开发与利用,对油页岩的资源量进行有效评价具有重要意义。在评价前要对油页岩的地质特征、开采成本以及储量情况等信息全面掌握,这样才能制定出合理科学的油页岩开采方案,确保油页岩开采的经济效益,同时要尽最大可能保护油页岩开采地区的生态环境。
油页岩本身是一种致密沉积岩,岩石的层理比较细密,颗粒也相对细致一些。岩层内含有大量的成油物质并且不能溶于有机溶剂内,所以,也会称油页岩为“油母页岩”。国际上一般将含油量在3.5%以上的油页岩确定为有开采价值的矿区。而我国通常将含油量在5%以上的油页岩矿区确定为富矿。对油页岩的开采价值与资源量进行评价主要就是确定其含油量。
对某一油页岩矿区的层位进行勘探时,发现此区域的油页岩岩性比较细,主要以灰色与深灰色泥岩和砂页岩为主,在局部区域夹在有砾岩和砂砾岩。内含有软体以及热河生物群。油页岩最大厚度有1 000 M。根据岩石的特征可以分为四个层段:第一层段:主要由泥岩以及细砂岩、粗砂岩组成,在底部存在砾岩与角砾岩。这一层段内部的凝灰质砂砾岩比较多,含油量相对较低。第二层段:岩层颜色以灰色与灰黑色为主,包括泥岩与粉砂岩,含有油页岩,其下部有薄煤与炭泥岩层。第三层段:上部为泥岩、与页岩与泥灰岩,下部主要以细岩为主,夹在薄煤层与炭泥岩层。这一层段是主要油页岩层段。第四层段:主要为深色细岩,夹杂各粒级砂岩、砾岩,夹杂油页岩薄层与薄煤层。
油页岩在山脉岩层凹陷地带出现,主要是这里的地质环境对聚集油页岩原始物质比较有利。主要为静水湖盆地区。油页岩主要由湖盆地区的腐泥质堆积形成。在油页岩形成过程中,水声植物孢子、花粒以及动物质不断积累,再加上表土覆盖比较深,在不断地沉积作用下,氧气极端缺乏,会使沉积物不断被埋覆,然后厌氧细菌作用与活动,就会导致沉积的有机质出现还原与解散情况,青化有机质,使焦沥青与油母物质生成,最终形成油页岩。
不同地理环境形成的油页岩类型也不相同,一般可以将油页岩分为近海型与湖泊型。其中近海型油页岩一般与石灰岩共生,矿层分布范围也相对较大,岩层数量也比较多。这一类油页岩在我国主要分布在广东茂名以及新疆妖魔山地区。而湖泊型油页岩通常与煤矿资源共生,矿层比较后,但是岩层的横向变化比较大。这一类油页岩在我国主要分布在辽宁抚顺地区[1]。
对油页岩的质量进行评价分析时,要考虑以下参数。
对油页岩资源进行评价时,要首先考虑其进本参数,主要包括:油页岩面积大小、油页岩可开采厚度、油页岩的矿体体重、油页岩的密度、油页岩矿床的埋深情况、油页岩的技术可采系数以及矿体资源的种类等。另外,油页岩的含油量与发热率是评价油页岩资源量最重要也最核心的参数。对油页岩的面积大小进行勘探时,可以使用地质勘探技术,例如遥感技术、地面勘察以及钻探等方法。油页岩的可开采厚度是判断油页岩是否具有工业开发价值的重要指标,可以将各个层系相加获取数据资料。油页岩的密度主要是用来评价油页岩的品质是否优良。而油页岩的矿床埋深程度则是判断油页岩开发成本多少的重要参考因素。技术可采资源系数是评价油页岩的经济可采效益的关键性指标。而油页岩的矿体资源种类则是评价油页岩资源价值可靠性与可研究性的重要参数。
对油页岩进行准确科学的评价是开发利用油页岩资源的重要基础,也是开发油页岩的第一步。对油页岩资源的评价结果直接影响油页岩的开发与利用情况,因此,对每一个影响油页岩资源质量的参数都要认真分析与计算,才能获取可靠准确的评价结果,才能确保对油页岩矿区进行有效开发与利用。
含油量是评价油页岩开采效益和经济效益的最核心参数之一。一般会采用以下三种方法评价油页岩的含油量。其一,干馏法。常见的干馏法包括铝甑低温干馏法以及格金干馏法。其二,测井评价法。这种方法主要以测定油页岩微小空隙为主,还包括ΔlogR重置技术。主要特征就是自然伽马、有较高的电阻率与声波时差,密度也相对较低。而ΔlogR重置技术能够利用测井资料对油页岩的总有机质含碳量进行有效识别与计算。其三,岩石热解法。将热解分馏与热蒸发烃的色谱进行综合分析,然后对油页岩岩层内的有机物进行定量与定性评价与分析[2]。
油页岩的发热量主要代表油页岩矿区的经济价值与可开发价值,同时也是评价某一油页岩可开发程度的重要技术指标。一般情况下,油页岩的发热量最好在8.4 μ J/kg左右,其发热量大约是煤的25%~50%之间。
除了对油页岩的基本参数与核心参数进行评价分析外,对油页岩的资源储量进行准确科学地计算,是判断油页岩可开发价值的关键。目前,我国对油页岩储量进行评价时,主要使用的体积评价方法,其计算公式为:
式中:
S——油页岩的面积大小(m2);
H——油页岩厚度(t/m2);
ω——含油量(%);
c——油页岩技术可采系数(%);
a——油页岩的可回收系数(%)。
除了体积评价方法外,国外对油页岩资源量进行评价时还会采用统计法。这种方法包括矿区加和法、成矿因素分析法以及体积法。此外,还会使用类比方法对地基勘探程度的油页岩矿区的资源储量进行分析评价。
总而言之,油页岩是当前具有广阔开发前景的重要能源,不管是其开发还是利用都蕴含巨大的潜能。可以说油页岩是21世纪最为重要的接替能源之一。目前来看,全球的油页岩储量十分丰富,比石油资源储量多50%以上。并且其分布也相对集中,对其进行有效开发与利用十分有帮助。但是油页岩的开采工艺更加复杂,开采成本也比较高,再加上环保等问题的影响,当前我国的油页岩开采行业发展迅速,但是在开发与利用油页岩的过程中还存在很多质疑与问题。因此,对我国油页岩储量、资源量以及经济效益等进行科学合理评价,是促进油页岩开采行业顺利稳定发展的重要基础。