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非常规油的地球化学简述 一般认为，世界上的重油主要为次生重油，原生的未成熟重油只占重质油储量的一小部分（1％）。不过Wilson（1990）认为，虽然大多数重油的确出现在容易被次生改造的浅层，但很难将它们归因于菌解等次生作用。这是因为微生物在油水界面与油藏接触时将导致“焦油席”的形成，而焦油席将对油藏起密封保护作用，以免进一步的降解。结合其它证据，Wilson认为，不仅世界上的重质油主要是原生成因的，而且正常油也是源岩早生、早排并早期聚集的重质油在储层重熟化的结果。 四、重质油的地球化学特征 1、饱和烃分布特征 饱和烃组分抵抗生物降解能力的次序是：环烷烃异构烷烃正构烷烃。因此，在次生重质油饱和烃中，气相色谱图上正构烷烃部分或全部缺失，而异构烷烃和环烷烃尤其是环烷烃相对富集。 2、多环芳烃的组成和分布特征 研究表明，生物降解作用对萘系列，联苯和3－甲基联苯有明显的影响。萘系列中，受生物降解作用的先后顺序是：萘→甲基萘→二甲基萘→三甲基萘。菲比甲基菲更易遭受生物降解。不同系列的多环芳烃抗生物降解能力的顺序是：三芳甾烷系列屈系列菲系列萘系列。 第三节 油页岩的地球化学 一、油页岩的意义 油页岩是一种蕴藏量十分丰富但还未被很好利用的矿产资源。全世界油页岩蕴藏的页岩油资源量约为3662亿吨，比传统石油资源量多50%。我国油页岩探明加预测储量4832亿吨，所含页岩油资源量290亿吨，居世界第4位。 油页岩不但可提炼出各种燃料油类，而且还可炼制出各种合成燃料气体及化工原料，副产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。归纳起来，油页岩有三种主要用途： 1、干馏制取页岩油及相关产品 若将油页岩打碎并加热至500℃左右，就可以得到页岩油。一般来说，1吨油页岩可提炼出38至378公升页岩油。页岩油加氢裂解精制后，可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油、酚、吡啶、合成氨等多种化工产品。 2、作为燃料用来发电、取暖和运输 油页岩可以用来发电。利用油页岩发电的形式有两种，一是直接把油页岩用作锅炉燃料，产生蒸汽发电；另一种是把油页岩低温干馏，产生气体燃料，然后输送到内燃机燃烧发电。目前普遍采用前一种形式。另外，可以利用油页岩燃烧供暖。 3、生产建筑材料、水泥和化肥 作为副产品，油页岩干馏和燃烧后的页岩灰主要用于生产水泥、砖等建筑材料。在德国，每年有30万吨油页岩用于水泥的生产。在我国，油页岩干馏和燃烧后的半焦灰渣用来制造砌块、砖、水泥、陶粒等建材产品。此外，油页岩还可以直接用于有机肥料的生产。 不同国家对油页岩的用途不同。在爱沙尼亚，油页岩主要用来发电和提炼页岩油；在巴西，油页岩主要用作运输燃料；在德国，油页岩主要用于制造水泥和建筑材料；在中国和澳大利亚，油页岩主要用于提炼页岩油和用作燃料；在俄罗斯和以色列，油页岩主要用于发电。 二、油页岩的概念及其与烃源岩、煤和碳质页岩的关系 油页岩是一种高灰分可燃的有机岩石，由多种无机矿物和有机质组成，外观类同泥质页岩，一般含油率4%－20%，最高可达30%；发热量4.18×106－16.75×106J/kg。油页岩加热到大约500℃时，有机质由于热分解而形成页岩油，性质近似天然石油。 Tissot和Welte（1978）认为：没有地质和化学上的严格的油页岩定义，事实上任何在热解时能产生有商业意义油量的浅层岩石，均可视为油页岩。一般油页岩中的有机质含量大于5%。 油页岩中所含的有机质主要是不溶的干酪根，这与本书第七章中所介绍的烃源岩中的干酪根没有实质性的不同。 但就丰度来说，烃源岩要求的下限约为TOC＝0.5%。而油页岩必须具有较高的有机质丰度，否则，干馏岩石时所消耗的热量将超过所获得的页岩油所具有的能量，因而不具有商业意义。 就演化程度来说，烃源岩需要有足够的埋深使干酪根大量热解生烃，但油页岩最好埋藏较浅，使其成油潜力没有因为生、排烃过程而消耗。可以认为，油页岩埋藏足够深时可以成为烃源岩，但反过来则不一定成立，因为油页岩还有对有机质丰度的要求。 油页岩与煤的主要区别是无机灰分超过40%，而和碳质页岩的主要区别则是含油率大于5%（商业价值的要求）。 三、油页岩的地球化学特征 油页岩中的干酪根与烃源岩中没有实质性的区别，因此，油页岩的地化特征主要也是从其中有机质的丰度、类型和成熟度三方面来考察。 1、油页岩中有机质的丰度 表18－3列出了我国主要油页岩的热解资料。可以看到，油页岩中的总有机碳普遍较高，除依兰和茂名2个样品的的TOC介于4－5％之间外，其它样品均高