油页岩（英文名：Oil shale）

所属分类：沉积岩

一种在没有氧气的情况下加热产生石油（页岩油）的岩石。可燃烧的物质属于干酪根。属于页岩类型。油页岩储量丰富，但由于其热值低，含有大量杂质，所以很少用作化石燃料。

Oil shale是一种富含有机质的沉积岩，属于腐蚀性 燃料组。它没有明确的地质定义，也没有特定的化学式，它的接缝并不总是有不连续的边界。Oil shale的矿物含量，化学组成，年龄，干酪根类型和沉积历史差别很大，并不是所有的Oil shale都必须在严格意义上归类为页岩。据卧龙岗大学的石油学家 Adrian C. Hutton称，Oil shale不是“地质学或地球化学独特的岩石，而是'经济'术语。” 它们的共同特征是在低沸点有机溶剂中低溶解度和在热分解时产生液体有机产物。

Oil shale与沥青浸渍的岩石（油砂和石油储集岩），腐殖煤和碳质 页岩不同。虽然油砂确实起源于石油的生物降解，但热量和压力尚未（将）Oil shale中的干酪根转化为石油，这意味着其成熟不会超过早期的介导形成。

Oil shale的一般组成构成无机基质，沥青和干酪根。虽然Oil shale的沥青部分可溶于二硫化碳，但干酪根部分不溶于二硫化碳，可能含有铁，钒，镍，钼和铀。Oil shale含有的有机物比例低于煤。在商业级的Oil shale中，有机质与矿物质的比例大约在0.75：5和1.5：5之间。同时，Oil shale中的有机质的氢碳比（H / C）比原油低1.2至1.8倍，比煤高约1.5至3倍。Oil shale的有机组分来自多种生物体，如藻类，孢子，花粉，植物角质层和草本木本植物的软木碎片以及其他水生细胞碎片和陆地植物。一些矿床含有重要的化石 ; 德国的梅塞尔坑拥有联合国教科文组织世界遗产地的地位。Oil shale中的矿物质包括各种细粒硅酸盐和碳酸盐。无机基质可以包含石英，长石，粘土（主要是伊利石和绿泥石），碳酸盐（方解石和白云石），黄铁矿和其他一些矿物。

地质学家可以它们作为组合物的基础上，Oil shale分类碳酸盐富含页岩，硅质页岩，或烛页岩。

另一种分类称为van Krevelen图，它根据Oil shale原始有机质的氢，碳和氧含量来确定干酪根类型。由Adrian C. Hutton于1987年至1991年开发的最常用的Oil shale分类，适用于煤炭术语的岩相学术语。根据初始生物质沉积的环境，这种分类将陆相，湖泊（湖底沉积）或海洋沉积（海底沉积）指定为Oil shale。 [21]已知的Oil shale主要是水生的（海洋，湖泊）来源。赫顿的分类方案已被证明在估算提取的油的产率和组合物中有用。

资源：

奥陶纪Oil shale（kukersite）中的化石，爱沙尼亚北部
作为大多数常规油藏的源岩，Oil shale矿床在世界所有的石油省都有发现，尽管其中大多数都太深，无法在经济上开采。与所有石油和天然气资源一样，分析人员还区分了Oil shale资源和Oil shale储量。“资源”是指所有的Oil shale矿床，而“储量”是指生产商可以利用现有技术从经济上提取Oil shale的那些矿藏。由于提取技术不断发展，规划人员只能估计可回收干酪根的数量。尽管许多国家都出现Oil shale资源，但只有33个国家拥有可能的经济价值的已知矿藏。勘探良好的矿床，可能被划分为储量，包括美国西部的Green River矿床，澳大利亚昆士兰州的第三纪矿床，瑞典和爱沙尼亚的矿床，约旦的El-Lajjun矿床以及法国，德国，巴西，中国，蒙古南部和俄罗斯。这些沉积物引起了人们的预期，即每吨Oil shale至少能产出40升页岩油，使用Fischer Assay。

2016估计集Oil shale相当于世界总资源产生的页岩油为6.05万亿桶（962十亿立方米）的，在该地区最大的资源矿床美国占世界总资源的80％以上。作为比较，与此同时，世界探明石油储量估计为1.6976万亿桶（2,999亿立方米）。世界上最大的矿床出现在美国的格林河组，其中包括科罗拉多州，犹他州和怀俄明州的部分地区; 约70％的资源位于由美国联邦政府拥有或管理的土地上。美国的存款占世界资源的80％以上; 其他重要的资源持有者是中国，俄罗斯和巴西。

历史：
主要文章：Oil shale产业的历史

从1880年到2010年，Oil shale产量达数百万吨。资料来源：Pierre Allix，Alan K. Burnham。
自史前时代以来，人类一直使用Oil shale作为燃料，因为它通常在没有任何处理的情况下燃烧。英国人的的铁器时代也用于抛光，并使它形成装饰品。从Oil shale中提取石油的第一项专利是英国皇家专利330，授予1694年三名命名为Martin Eele，Thomas Hancock和William Portlock的人，他们“已经找到了一种方法来提取和制造大量的沥青， oyle出于某种石头。“

AutunOil shale矿
Oil shale现代工业开采于1837年在法国Autun开始，随后在苏格兰，德国和其他一些国家开采。

19世纪的经营主要集中在煤油，灯油和石蜡的生产 ; 这些产品帮助满足了工业革命期间不断增长的照明需求。燃料油，润滑油及油脂，和硫酸铵也被产生。欧洲Oil shale工业在第一次世界大战之前即将扩大，原因是常规石油资源的获取有限，汽车和卡车的大量生产伴随着汽油消耗的增加。

尽管二战后爱沙尼亚和中国的Oil shale工业继续增长，但其他大多数国家由于高加工成本和廉价石油的供应而放弃了他们的项目。 继1973年的石油危机，世界生产Oil shale下降至约16万吨，2000年，由于从比赛前达到4600万吨，1980年的峰值便宜的常规石油的八十年代。

1982年5月2日，在一些圈子里被称为“黑色星期天”，埃克森美孚取消了它在科罗拉多州降落伞附近的50亿美元的殖民地页岩油项目，因为油价低和费用增加，裁员2000多人，留下了住房赎回权和小企业破产。1986年，罗纳德里根总统签署了1985年统一综合预算调节法，该法除其他外废除了美国的合成液体燃料计划。

全球Oil shale工业在21世纪初开始复苏。2003年，美国重新启动了Oil shale开发项目。根据2005年的能源政策法案，当局在2005年引入了一项商业租赁计划，允许在联邦土地上开采Oil shale和油砂。

行业：
主要文章：Oil shale产业
壳牌石油在科罗拉多州西北部皮申斯盆地实验性原位页岩油开采设施的照片。 在照片的中心，一些采油管躺在地上。 在后台可以看到几个油泵。
壳牌的实验性原位Oil shale设施，美国科罗拉多州皮申斯盆地
截至2008年，工业在巴西，中国，爱沙尼亚以及德国和俄罗斯都使用Oil shale。另外一些国家开始评估其储量或建立了实验性生产工厂，而另一些国家则逐步淘汰了他们的Oil shale工业。Oil shale用于爱沙尼亚，巴西和中国的石油生产; 在爱沙尼亚，中国和德国发电; 爱沙尼亚，德国和中国的水泥生产; 并用于中国，爱沙尼亚和俄罗斯的化学工业。

截至2009年，全球使用的Oil shale的80％在爱沙尼亚被开采，主要是由于Oil shale燃料发电厂。爱沙尼亚有Oil shale发电厂，其装机容量为2,967 兆瓦（MW），中国（12兆瓦）和德国（9.9兆瓦）。过去，以色列，罗马尼亚和俄罗斯都在经营Oil shale发电的电厂，但已经关闭了这些电厂或将其切换到天然气等其他燃料来源。约旦和埃及计划建设由Oil shale发电的电厂，而加拿大和土耳其计划燃烧Oil shale和煤炭发电。仅在爱沙尼亚，Oil shale作为发电的主要燃料，2016年该国90.3％的发电量来自Oil shale。

按照世界能源理事会，2008年总产量从Oil shale中页岩油为93万吨，相当于每天17700桶（2810米3 / d），其中中国生产375000吨，爱沙尼亚355000万吨，巴西20万吨。相比之下，2008年传统石油和天然气液体的产量为39.5亿吨，即每天82.1百万桶（13.1 × 10 6 m 3 / d）。

提取和处理：
主要文章：页岩油提取
垂直流程图从Oil shale矿床开始，并遵循两个主要分支。 如右图所示，传统的非原生过程通过采矿，粉碎和蒸馏进行。 已记录页岩输出已记录。 流程图的左侧分支中显示了原位过程流程。 存款可能会或可能不会分解; 在任何一种情况下，矿床都会遭到反击，石油被回收。 两个主要分支在图的底部汇合，表明提炼之后是精炼，其涉及热和化学处理和氢化，产生液体燃料和有用的副产物。
页岩油开采概述。

Oil shale开采。VKG Ojamaa。
Oil shale的大部分开采涉及开采，然后在其他地方运输，之后可以直接燃烧页岩发电或进行进一步处理。最常用的方法露天开采包括露天开采和露天开采。这些程序去除了大部分覆盖材料以暴露Oil shale的沉积物，并且当沉积物发生在表面附近时变得实用。Oil shale的地下采矿采用了房柱式方法，能够去除较少的上覆材料。

尽管几种较新的技术在地下（现场或现场处理）进行，但Oil shale的有用组分的提取通常在地面以上进行（异地处理）。在任何情况下，化学处理热解干酪根转换在Oil shale至页岩油（合成原油油）和Oil shale气。大多数转化技术涉及在没有氧气的情况下将页岩加热至干酪根分解（热解）成气体，可冷凝油和固体残余物的温度。这通常发生在450 °C（842 °F）和500 °C（932 °F）之间）。[1]分解过程始于相对较低的温度（300°C或572°F），但在更高的温度下更快更完全地进行。

原位加工涉及将Oil shale加热到地下。这种技术可能比异地流程有可能从特定的土地面积中提取更多的石油，因为它们可以在比地面矿藏更深的地方进入该物质。几家公司已经获得了专利的原位蒸煮方法。但是，大多数这些方法仍处于实验阶段。人们可以区分真正的现场处理（TIS）和修改后的现场处理（MIS）。真正的原地过程不涉及开采Oil shale。改良的现场工艺包括去除部分Oil shale并将其带到地表进行原位改性蒸馏以便为瓦砾烟囱中的气流产生渗透性。炸药将Oil shale沉积物磨碎。

存在数百项Oil shale干馏技术专利; 但是，只有几十个人经过了测试。到2006年，商业用途中只剩下四种技术：Kiviter，Galoter，抚顺和Petrosix。

应用和产品：
工业可以使用Oil shale作为火力发电厂的燃料，燃烧它（如煤）来驱动汽轮机 ; 这些工厂中的一些将产生的热量用于家庭和企业的区域供暖。除用作燃料外，Oil shale还可用于生产特种碳纤维，吸附剂碳，炭黑，酚类，树脂，胶水，鞣剂，胶泥，道路沥青，水泥，砖块，建筑和装饰块，土壤添加剂，肥料，岩棉绝缘材料，玻璃和医药产品。[44]然而，Oil shale使用生产这些物品的保持很小或仅在实验阶段。一些Oil shale产生硫，氨，氧化铝，苏打灰，铀和苏打石作为页岩油提取副产物。1946年至1952年间，爱沙尼亚Sillamäe的一种海洋型Dictyonema页岩用于铀生产，1950年至1989年期间瑞典使用铝质页岩用于同样的目的。Oil shale气一直作为替代天然气，但截至2009年，生产Oil shale气作为天然气替代品在经济上仍然不可行。

来自Oil shale的页岩油在所有应用中都不能直接替代原油。它可能含有比常规原油更高浓度的烯烃，氧气和氮气。一些页岩油可以具有较高的硫或砷含量。通过与期货合约市场原油基准标准West Texas Intermediate相比较，绿河页岩油硫含量从0％到4.9％（平均0.76％）不等，其中西德克萨斯中质原油的硫含量为最高为0.42％。约旦Oil shale页岩油中的硫含量甚至可能上升到9.5％。例如，砷含量就成为格林河地层Oil shale的一个问题。这些物质的浓度较高意味着油在作为炼油厂原料之前必须进行相当程度的升级（加氢处理）。上述地面干馏过程倾向于产生较低的API比重页岩油比原位工艺。页岩油最适用于生产煤油，喷气燃料和柴油等中间馏分油。全球对这些中间馏分油的需求，特别是柴油燃料在20世纪90年代和2000年代迅速增长。然而，相当于加氢裂化的适当的精炼过程可以将页岩油转化为轻质烃（汽油）。