內(nèi)蒙古巴格毛德地區(qū)油頁(yè)巖工業(yè)評(píng)價(jià)及開(kāi)發(fā)前景

摘 要

摘要：內(nèi)蒙古自治區(qū)巴格毛德地區(qū)頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為2.3×108 t，頁(yè)巖油可采資源量為1.2×108t。對(duì)該區(qū)油頁(yè)巖進(jìn)行了勘查和分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)油頁(yè)巖面積大，但含油率僅為3.9%～5
摘要：內(nèi)蒙古自治區(qū)巴格毛德地區(qū)頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為2.3×108 t，頁(yè)巖油可采資源量為1.2×108t。對(duì)該區(qū)油頁(yè)巖進(jìn)行了勘查和分析，發(fā)現(xiàn)該區(qū)油頁(yè)巖面積大，但含油率僅為3.9%～5.3%，總體屬低品位油頁(yè)巖，不適于利用傳統(tǒng)22藝撫順爐進(jìn)行干餾煉油，可以采用綜合利用技術(shù)對(duì)該區(qū)油頁(yè)巖資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)；經(jīng)對(duì)100件樣品的分析，結(jié)果表明其熱值分布范圍為1807～6918kJ/kg，平均值為3606.5kJ/kg，多數(shù)樣品熱值較低，不宜直接采用循環(huán)流化床技術(shù)直接燃燒；該區(qū)油頁(yè)巖屬中灰分油頁(yè)巖，可在建筑方面得到廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：內(nèi)蒙古自治區(qū)；巴格毛德；油頁(yè)巖；資源量；含油量；工業(yè)評(píng)價(jià)；開(kāi)發(fā)前景
    內(nèi)蒙古巴格毛德油頁(yè)巖位于銀額盆地北部的楚魯隆起中的一個(gè)小凹陷(圖1)。油頁(yè)巖礦區(qū)出露山頭中心坐標(biāo)位于東經(jīng)106°00′～106°01′，北緯40°51′一帶。海拔多在1000～1100m[1]。
 
    巴格毛德油頁(yè)巖礦埋藏較淺，油頁(yè)巖分布范圍東西長(zhǎng)29km，南北寬15～20km，面積520km2，厚度35m，油頁(yè)巖資源量十分巨大，系統(tǒng)勘查和開(kāi)發(fā)該區(qū)油頁(yè)巖資源引起了許多研究人員的興趣。從2004年開(kāi)始，中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司科研人員就對(duì)該區(qū)油頁(yè)巖進(jìn)行了詳細(xì)的勘查和分析。
1 油頁(yè)巖物理特征
該區(qū)油頁(yè)巖顏色主要為灰黑色、黑色、棕褐色、棕綠色，水平層理及紋層發(fā)育。井下巖性較致密，堅(jiān)韌而不易破碎，地表常風(fēng)化為頁(yè)狀、片狀。條痕為褐色、棕色，指甲刻劃光滑有油脂光澤，具油膩感。油頁(yè)巖具貝殼狀或參差狀斷口，用小刀削之能起卷。用打火機(jī)不易點(diǎn)燃，但放入小型取暖爐中1～5min后可點(diǎn)燃，取出爐外能繼續(xù)燃燒5～30s，火焰呈紅色，長(zhǎng)度2～5cm，冒白煙并有濃烈的瀝青味。油頁(yè)巖含豐富的葉肢介、藻類化石及碳化植物碎屑，見(jiàn)方解石及黃鐵礦斑點(diǎn)及團(tuán)塊。
2 油頁(yè)巖工業(yè)評(píng)價(jià)
    油頁(yè)巖的品位是評(píng)定某個(gè)礦區(qū)油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)利用最重要的依據(jù)之一。評(píng)價(jià)油頁(yè)巖品位的分析項(xiàng)目最重要的是鋁甑分析，即含油率分析，這是評(píng)定油頁(yè)巖干餾煉油的最重要指標(biāo)；其次是熱值，是評(píng)價(jià)油頁(yè)巖燃燒產(chǎn)汽發(fā)電的重要指標(biāo)；油頁(yè)巖灰分、揮發(fā)分分析是進(jìn)行油頁(yè)巖加工利用、選擇干餾、燃燒爐型和工藝考慮的重要指標(biāo)[2～5]。
2.1 油頁(yè)巖含油率
共分析含油率樣品459件，對(duì)356個(gè)含油率大于1.5%的樣品統(tǒng)計(jì)，含油率平均值為3.9%；對(duì)179個(gè)含油率大于3.5%的樣品統(tǒng)計(jì)，平均含油率為5.3%。可以認(rèn)為本區(qū)油頁(yè)巖含油率為3.9%～5.3%，為中-低含油率油頁(yè)巖。從本區(qū)含油率的概率分布圖(圖2)可以看出，峰值主要出現(xiàn)在4%～5%，說(shuō)明該區(qū)絕大多數(shù)油頁(yè)巖含油率偏低，只有少數(shù)的高含油率層位或樣品出現(xiàn)。
 
2.2 油頁(yè)巖灰分
    油頁(yè)巖完全燃燒后，其有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、SO2、NOx等氣態(tài)化合物，其礦物質(zhì)釋放后結(jié)合水、CO2等物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為固態(tài)的無(wú)機(jī)氧化物，即灰分。由于油頁(yè)巖含有礦物質(zhì)較有機(jī)質(zhì)多得多，因此，灰分生成量也很多，一般達(dá)到油頁(yè)巖含量的60%～80%。在工業(yè)上，油頁(yè)巖加工生成的灰分有可能成為制約油頁(yè)巖工業(yè)發(fā)展的一個(gè)因素。這是因?yàn)榇罅可傻幕曳秩绻逊e廢棄不用，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。但灰分同時(shí)是一種良好的建筑材料，可以用作生產(chǎn)水泥、砌塊等。因此合理利用油頁(yè)巖灰分，既可以解決環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，又可以提高經(jīng)濟(jì)效益。
共分析油頁(yè)巖灰分樣品88個(gè)，灰分含量分布范圍為63.1%～83.9%.，平均值為74.8%，主要集中在74%～84%之間，屬于中灰分油頁(yè)巖(圖3)。
 
2.3 油頁(yè)巖揮發(fā)分
    揮發(fā)分是油頁(yè)巖品質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，是指樣品在一定溫度條件下，隔絕空氣加熱一段時(shí)間，其有機(jī)質(zhì)分解放出的氣態(tài)有機(jī)質(zhì)即為揮發(fā)分。本次研究共對(duì)88件油頁(yè)巖樣品進(jìn)行了揮發(fā)分分析，研究結(jié)果表明，巴格毛德油頁(yè)巖樣品揮發(fā)分的分布范圍為12%～23.1%，平均值為17.4%，主要集中在15%～19%之間(圖4)。
 
2.4 油頁(yè)巖熱值
    油頁(yè)巖熱值是指每單位質(zhì)量的油頁(yè)巖完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量。熱值參數(shù)是評(píng)價(jià)油頁(yè)巖燃燒發(fā)電的重要的依據(jù)。根據(jù)第一次(2006年)全國(guó)油頁(yè)巖資源評(píng)價(jià)，我國(guó)油頁(yè)巖的熱值各地區(qū)差別很大，同一地區(qū)不同層位的油頁(yè)巖熱值也不相同。
    本次研究共分析油頁(yè)巖熱值樣品100件，結(jié)果顯示，熱值分布范圍為1807～6918kJ/kg，平均值為3606.5kJ/kg，主要集中在2930～3768kJ/kg之間(圖5)，該區(qū)油頁(yè)巖熱值較低。
 
3 巴格毛德油頁(yè)巖開(kāi)發(fā)前景
    1) 目前初步認(rèn)為巴格毛德油頁(yè)巖面積大，資源儲(chǔ)量大，該區(qū)0～50m埋深范圍頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為0.41×108t；埋深50～100m范圍的頁(yè)巖油地質(zhì)資源量為0.38×108t，埋深100m以下的地質(zhì)資源為1.49×108t。本區(qū)頁(yè)巖油的可采資源總量為12198×104t。其中，埋深0～50m的頁(yè)巖油可采資源量為2734×104t；埋深50～100m的頁(yè)巖油可采資源量為2470×104t；埋深100～300m的頁(yè)巖油可采資源量為6993×104t。但該區(qū)油頁(yè)巖含油率低，總體屬低品位油頁(yè)巖礦，處于邊界品位及工業(yè)品位附近，油率大于5%的油頁(yè)巖厚度小，分布不穩(wěn)定，且主要分布在埋深超過(guò)100m的下傾部位，不適于利用中國(guó)傳統(tǒng)工藝撫順于餾爐進(jìn)行提煉頁(yè)巖油。
    2) 經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)除少部分樣品熱值較高外，多數(shù)樣品熱值較低，不宜直接采用循環(huán)流化床技術(shù)直接燃燒，但可以和煤炭按一定比例混合后用于循環(huán)流化床燃燒。
    3) 巴格毛德油頁(yè)巖屬于中灰分油頁(yè)巖。水泥工業(yè)使用頁(yè)巖灰，不僅可以降低水泥生產(chǎn)成本，而且可以提高它的硬度，也用來(lái)制造輕型墻體磚等。頁(yè)巖灰作為瀝青混凝土的摻和劑，會(huì)給混合料帶來(lái)很好的機(jī)械和耐久特性，也可以在玻璃和玻璃陶瓷的產(chǎn)品上得到應(yīng)用[6]，研究認(rèn)為巴格毛德頁(yè)巖灰分可在建筑方面得到廣泛應(yīng)用。
    總體來(lái)說(shuō)，該區(qū)油頁(yè)巖資源量非常大，雖然油頁(yè)巖含油率低不易進(jìn)行干餾煉油，但是該油頁(yè)巖卻可以采用綜合利用技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，隨著我國(guó)能源緊張局勢(shì)的加劇和國(guó)際能源價(jià)格的不斷上揚(yáng)，尋找出一條最佳的適合開(kāi)發(fā)該區(qū)油頁(yè)巖資源的綜合利用技術(shù)，不僅會(huì)為該區(qū)地方經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到巨大的推動(dòng)作用，而且也會(huì)對(duì)緩解中國(guó)能源的緊張局勢(shì)起到重要作用。
參考文獻(xiàn)
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[5] 劉建昌，陳金霞，于之英.油頁(yè)巖的工業(yè)評(píng)價(jià)分析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2007(10)：32-33.
[6] 游君君，葉松青.油頁(yè)巖的綜合開(kāi)發(fā)與利用[J].世界地質(zhì)，2004，23(3)：261-265.
 
(本文作者：馬鵬飛1 方朝合2 王紅巖2 鄭德溫2 拜文華2 王義鳳2 1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司；2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院廊坊分院)