油页岩

中国油页岩资源丰富,以陆相沉积为主,主要赋存于中新生界,颜色

通常为黑色)深灰色和灰褐

色)棕褐色,且富矿油页岩一般比贫矿油页岩的颜色深。油页岩中矿

物成分以石英、长石和黏土矿物为主,黏

土矿物中高岭石含量相对较高。中国陆相油页岩总体质量特征为中等

偏好,含油率大于5%的页岩油资源占

67164%,灰分产率一般为53127%~84135%,多属高灰分油页岩。发

热量各地区差别较大,最小值为4119MJ/kg,

最大值可达34160MJ/kg,而且同一地区不同层位的油页岩发热量也

不相同。就伴生元素而言,油页岩中富含大

量的稀土元素和微量元素,使油页岩具有巨大的综合利用潜力。从有

机成因角度,中国陆相油页岩可以分为腐

泥型油页岩、腐殖腐泥型油页岩和腐泥腐殖型油页岩;从油页岩的沉

积环境成因角度,可以划分为拗陷湖成油

页岩、断陷湖成油页岩和断陷湖泊)沼泽油页岩;从油页岩形成的水

体性质角度,可以划分为淡水油页岩和半

咸水油页岩。中国陆相油页岩中湖泊)沼泽油页岩一般与煤伴生,多

为腐殖腐泥型油页岩和腐泥腐殖型油页岩;

而湖成油页岩一般单独存在或为煤层顶板,多为腐泥型油页岩和腐

殖腐泥型油页岩。油页岩（又称油母页岩）是一种高灰分的含可燃有

机质的沉积岩，它和煤的主要区别是灰分超过40%，与碳质页岩的主

要区别是含油率大于3.5%。油页岩经低温干馏可以得到页岩油，页

岩油类似原油，可以制成汽油、柴油或作为燃料油。除单独成藏外，

油页岩还经常与煤形成伴生矿藏，一起被开采出来。

目前，世界大部分油页岩分布区地质勘探程度低，很难对全球的油页

岩资源量正确预测，只有部分国家对本国油页岩矿床进行了详细的勘

探和评价工作。就目前的勘探情况而言，美国是世界上油页岩资源最

丰富的国家，查明地质资源量为33400亿吨，折合页岩油为3036亿

吨。

2004～2006年，我国对油页岩资源进行了国内首次评价，查明地质

资源量为7199亿吨，折合成页岩油为476亿吨。我国在煤炭开采过

程中产生的油页岩达到近千万吨，仅抚顺西露天矿油母页岩每年排弃

量就达800万吨，排弃占用大量耕地，严重影响了矿区周围的生态环

境。

油页岩-分布特点

世界上已发现的非常规油气资源大多位于地缘政治相对稳定的西半

球，即美国、加拿大和拉丁美洲，美国是全球油页岩资源最丰富的国

家，储量约占全球储量的70%以上；加拿大是全球沥青砂资源最丰

富的国家，储量约占全球储量的90%以上。

全球油页岩资源十分丰富，据不完全统计其蕴藏资源量约有10万亿

吨，比煤炭资源量多40%。2000年初统计，世界页岩油储量超过10

亿吨的国家有美国、俄罗斯、扎伊尔、巴西、摩洛哥、约旦、澳大利

亚、爱沙尼亚和中国等，页岩油总量为3741亿吨，预计全世界页岩

油资源总量约为4750亿吨，比传统石油资源量（2710亿吨）多50%

以上。

油页岩不仅资源丰富，而且分布相对集中。在美国，大约75%的油

页岩集中在科罗拉多州、犹他州和怀俄明州。按探明资源量排位，中

国继美国、巴西、前苏联之后位居世界第四。中国油页岩探明资源量

315亿吨，预测资源量4520亿吨，约85%以上分布在吉林、辽宁和

广东省，其中吉林省已探明可采储量为174.5亿吨，约占全国油页岩

探明总量的55.3%；广东已探明可采储量超过55.15亿吨，居全国第

2位；辽宁省截至2004年累计探明储量为41.3亿吨。

油页岩资源量十分丰富且储量分布集中，具有作为接替能源的巨大潜

力和有利条件。

油页岩-发展历程

油页岩里富含石油

从1838年法国页岩油工业开始至今，油页岩的开发和应用有近200

年历史。相对油页岩来说，天然石油质优价廉，伴随着第二次世界大

战的爆发、能源危机的出现和石油工业的兴起，油页岩工业曾几度兴

衰。

油页岩的生产出现过三个高峰期。二战期间石油需求量剧增，油价猛

涨，不少国家兴起了油页岩开发热潮。20世纪60年代初油页岩开发

的低谷与中国大庆油田投产密切相关，20世纪70年代出现世界能源

危机，各国都在为寻求新的能源而努力，油页岩的开发与利用又重新

得到了重视。

美国、日本、德国、巴西、前苏联等国家研究了各种油页岩干馏炼制

页岩油的方法，部分国家形成工业化生产规模，油页岩利用快速增长，

所以1980年出现第3个高峰期，产量达到历史上的最高水平（4540

万吨）。自1980年以后，由于石油被大量发现和开发，油价大幅下

降，油页岩的产量也一路下滑，到2000年，只有1600万吨。预计

随着国际油价的不断上涨，以及剩余油、低渗透油气藏开发难度的增

加、天然气水合物开发的瓶颈技术暂时无重大突破等原因，对油页岩

的重视会不断加强。

油页岩-开采技术

油页岩里富含石油

（一）直接开采

直接开采包括露天和井下两种开采方式。露天开采适合于埋藏较浅的

矿床开采，成本低，安全系数高，辽宁抚顺和广东茂名就是典型的例

子。井下开采有竖井、水平坑道采矿两种方式，适合于埋藏较深的矿

床。

直接开采是较原始的开采方式，局限性比较大，对生态环境的破坏也

十分严重，主要表现在三个方面：

一是生态及水质破坏严重。无论是露天采矿还是井下采矿，都需要把

地下水位降低到含油页岩层的层位以下，开采1立方米油页岩，一般

需要抽出25立方米的地下水；采矿水极大地增加了地表水、地下水

中硫酸盐的含量。在巴西，油页岩采矿长期破坏着矿山及其附近的生

态平衡和水位水质的稳定。

二是灰渣污染严重。通过直接开采得到的油页岩用于提炼页岩油或直

接燃烧，产生大量灰渣，如果不回收利用则不仅会造成空气污染，且

废弃灰渣占地面积大，其中金属元素和微量元素渗入地下水体，危害

人们生产生活。

三是直接开采占地较多，一旦开垦就无法完全修复。

油页岩粉末压球成功

（二）地下转化工艺技术(ICP)

ICP是壳牌公司投入巨资研发出的开采油页岩及其他非常规资源的

专利技术，对开发深部油页岩尤其有利。ICP开采油页岩的基本原理

是在地下对油页岩矿层进行加热和裂解，促使其转化为高品质的油或

气，再通过相关通道将油、气分别提取出来；将这些高品质的油（气）

采集到地面进行加工后，可生产出石脑油、煤油等成品油。

该技术的突出优点是：提高了资源开发利用效率；减少了开采过程中

对生态环境的破坏，即少占地、无尾渣废料、无空气污染、少地下水

污染及最大限度地减少有害副产品的产生。尽管该项技术现在还未完

全商业化，但关键的工艺、设备等技术问题都已解决，并在美国科罗

拉多州和加拿大阿尔伯特省进行了商业示范。按照2005年5月每桶

原油开发成本计算，传统的干馏技术为20美元／桶，使用ICP技术

生产成本为12美元／桶，ICP技术成本低于传统的干馏技术，该技

术在油价高于25美元／桶时可以盈利。

中国吉林省油页岩资源丰富，但大部分埋藏于平原耕地之下，或者埋

藏较深，吉林省地质矿产勘查开发局与壳牌勘探有限公司于2004年

12月8日签署合作框架协议书，根据壳牌公司在北美ICP技术的研

发及对吉林省油页岩资源的勘察情况，合资公司预计于2006年开始

ICP技术商业示范，2010年后将开始全面商业运行。

油页岩的开采方式经过近两个世纪的发展，已取得许多成功的经验，

并在不断改进，成熟的开采技术是油页岩工业崛起的有力保障。

油页岩-利用技术

油页岩----利用技术

随着技术进步和环保意识的增强，油页岩资源从单纯的能源利用发展

到综合利用，极大地提高了资源利用率，降低了成本，减少了环境污

染，为资源的可持续利用提供了保障。

油页岩矿石采出之后，最先是作为能源而被使用的，即干馏炼油和作

为燃料。油页岩干馏后的页岩油可作为燃料油出售，也可以通过加氢

精制和非加氢精制的方法生产轻柴油，提高页岩油附加值，精制后的

重油作燃料使用。油页岩做燃料主要是用来发电，即直接用作锅炉燃

料或进行低温干馏产生气体燃料而发电，还可用于供暖和长途运输。

2001-2002年，爱沙尼亚利用油页岩发电和向居民、工业供暖所创造

的效益分别占国家税收的76%和14%，对其国民经济具有重要意义。

干馏和直接燃烧产生的灰渣和废气有不同的用途，灰渣可以用来充填

矿井、制取水泥或陶粒、制砖等,现在有很多成功利用页岩废渣的技

术；废气可以作为燃料燃烧产生蒸汽后供生产、生活使用,也可以循

环利用，为油页岩的干馏提供热源。

油页岩的使用主要集中在提炼页岩油和发电上,因此干馏工艺和燃烧

锅炉的发展直接影响着使用效果,降低成本、注重环保和充分利用资

源的要求促进了油页岩利用技术的革新，主要表现在干馏工艺和燃烧

锅炉的改进上。

（一）干馏技术

目前,世界上许多国家都对油页岩干馏方法进行了研究，有的已形成

工业化生产规模，中国、俄罗斯、爱沙尼亚的发生式炉及德国LR炉

处理量小，油收率较低，工艺不先进,但投资少,适用于小规模的页岩

炼油厂；爱沙尼亚Kiviter炉和美国TOSCO-Ⅱ炉处理量较大,投资中

等,适用于中等规模的油页岩炼油厂；爱沙尼亚Galoter、巴西

Petrosix及澳大利亚Alberta-Taciuk炉处理量大，油收率高,产高热值

煤气，投资高，适用于大、中型油页岩炼油厂。

（二）燃烧锅炉的发展

油页岩作为燃料用于发电经历了漫长的研究开发过程，从油页岩悬浮

燃烧与气化到油页岩流化床燃烧再到油页岩循环流化床燃烧，技术不

断进步，效益不断提高，污染不断减少。

油页岩开采

1、油页岩悬浮燃烧与气化技术

前苏联采用悬浮燃烧方式直接利用油页岩燃烧发电，20世纪50至

70年代先后在爱沙尼亚和波罗的海建立3座电厂，总装机容量为

2415MW，所配锅炉出力为65～320吨／小时。但出现了很多问题：

锅炉实际出力减小，炉膛结焦，受热面高温腐蚀，尾部受热面堵灰；

SO2和NOX排放量大，严重污染环境；制粉系统耗电量大，锅炉

维修费用高，运行不经济；机组可靠性差，经常被迫停机，且停炉检

修时很长等。

2、油页岩流化床燃烧技术

前苏联首次开发燃油页岩流化床锅炉，于20世纪80年代对爱沙尼

亚、波罗的海电站锅炉进行了改造，广东茂名、辽宁抚顺也先后应用

了油页岩流化床锅炉，其突出优点是减少了炉膛结焦的可能性，对流

受热面上也没有严重积灰，烟气中NO及NO2含量小，燃烧过程中

可以吸收大量硫，锅炉实际输出功率增大，飞灰不会粘污锅炉过热器

和省煤器管束，锅炉热效率达70%以上。实践证明油页岩流化床燃

烧发电在技术上是可行的，但效率较低、经济效益较差。

3、油页岩循环流化床燃烧技术

循环流化床燃烧技术(CFBC)有效地提高了油页岩的利用率和锅炉的

热效率,减少了污染气体的排放。它是油页岩发电最有利的燃烧方式，

具有良好的煤种适应性、低温燃烧、燃用宽筛分颗粒，SO2、NO及

NO2的排放量非常低，锅炉的效率在80%以上，这些突出的优点给

油页岩能源利用和油页岩燃烧发电技术注入了新的活力，带来了新的

机遇。中国、以色列等国在油页岩循环流化床燃烧发电的能源利用研

究方面取得了成功经验，1989年以色列建成首台半商业化油页岩循

环流化床燃烧示范电站，采用芬兰Ahlstrom公司的50吨／小时循环

流化床锅炉。20世纪90年代以色列采用230吨/时循环流化床锅炉

建造一座燃用油页岩商业化电厂，1996年吉林省桦甸油页岩示范热

电厂采用3台东北电力学院研究制65吨／小时低倍率循环床油页岩

电站锅炉，实现长期稳定运行。

油页岩的应用技术得到长足发展，给许多国家的经济发展做出了很大

贡献。但不同国家油页岩主要用途差别较大，爱沙尼亚主要用来发电

和提炼页岩油，近40年其电力生产的99%主要依赖于油页岩，巴西

主要用作运输燃料，德国主要用于制造水泥和建筑材料，中国和澳大

利亚主要用于提炼页岩油和用作燃料，俄罗斯和以色列主要用于发

电。

油页岩-发展现状

中国查明油页岩资源分布

情况

油页岩资源的开发利用展示出了诱人前景，不仅符合国家产业政策和

发展循环经济的要求，而且也将为企业带来良好的经济效益、环保效

益和社会效益。如何在这个历史发展机遇面前，扬长避短，乘势而上，

是需要认真思考的问题。

除了技术方面的这些因素以外，我们还面临许多资源管理问题。一是

扶持政策不系统。独立矿床不享受与煤伴生油页岩免交增值税政策；

低品位资源开发利用不享受税收优惠；延长产业链没有明确的激励机

制。二是资源浪费严重。油页岩开采存在采富弃贫、大矿小开、一矿

多开现象；与煤共伴生油页岩丢弃严重；低品位资源利用程度低。三

是管理监督有待加强。油页岩矿业权与油气和煤炭普遍存在交叉重叠

现象；部分企业以其它矿权代替油页岩，规避招拍挂。

开展综合评价，摸清资源潜力。组织石油、煤炭企业及相关科研机构

开展全国性油页岩资源综合评价工作，进一步摸清油页岩资源潜力；

规范油页岩资源科学术语，制定油页岩资源储量评价分类分级标准，

确定勘查开发技术规范和模式。

勘查重点盆地，获取优质储量。以松辽盆地为重点，加大物探、钻探

等实物工作量，优选有利靶区，获取探明储量，为油页岩开发利用提

供资源基础，为大规模勘查油页岩资源提供技术和模式。

制定行业标准，规范勘查开发。制定选矿工艺、安全、能耗及综合利

用标准。建立油页岩综合开发利用准入制度。企业须对矿权区内油页

岩资源进行评价，鼓励企业勘查开发油页岩。

严格环保要求，建设绿色矿山。对油页岩开发利用的尾矿污染、水污

染、废气污染等开展区域性环境评价，把资源开发中的环境成本限制

在最小。制定严格的环境标准，促使商业性开发油页岩的企业研发并

使用有利于环保的技术方法和控制手段。借鉴国外经验，建立油页岩

开发利用示范工程，作为循环经济与绿色矿山的典范。

油页岩块径

做好战略规划，促进产业发展。将油页岩资源纳入国家战略储备，编

制油页岩勘查开发和产业发展规划。制定油页岩发展战略和利用政

策，实现综合效益最大化。确立石油公司和煤炭企业在油页岩开发利

用中的主体地位。争取实现全国2010年100万吨、2020年1000

万吨页岩油产量目标。

加大科技攻关，解决重大问题。加强油页岩成矿理论和富集规律研究，

开展油页岩开发利用技术联合攻关，寻求“大型油气田与煤层气开发”

及“全国油气资源战略选区”等国家专项和国家科技攻关支持，改进干

馏工艺，提取稀有金属，加强低品位和页岩渣资源利用，尽快解决制

约综合开发利用的重大问题。

制定扶持政策，鼓励综合利用。独立油页岩矿床比照与煤共伴生矿免

收增值税。含油率4%至6%的油页岩减半税费，低于4%的免税费。

支持发电并网，提供低息贷款。对延长产业链实行级差税率。

加强矿权管理，实施有效监督。根据油页岩资源特点进行综合有效管

理，妥善解决矿业权交叉重叠。扶持建设与煤共伴生、低品位、规模

化和综合利用的示范工程。完善对外合作，审查油页岩勘查开发利用

方案。严格监督“圈而不探”、“占而不采”等行为。

总之，中国油气资源日趋紧缺，与中国不断增长的能源需求相比，与

中国储量丰富的油页岩资源相比，与国际油页岩开发利用水平和规模

相比，中国的油页岩产业还远远满足不了国家经济发展的需求，远远

没有达到我们所期望的经济和社会效益，还需要加倍努力，奋力前行。

油页岩-发展前景

中国油页岩储量汇总表

在高油价时代，有关国家对油页岩的开发利用活跃起来。美国国会于

2005年通过了发展非常规能源的法案，掀起了油页岩干馏炼油的研

发高潮。美国总统布什于2008年6月18日声明，支持发展油页岩，

鼓励国会放开对批准页岩油试验用地的限制。美国内政部己批准了6

项给予石油公司的土地矿产租赁项目，支持开展油页岩干馏炼油。美

国科罗拉多矿业学院在2006年、2007年、2008年连续召开了第26

届、27届、28届国际油页岩会议，参与人员众多。当前，美国有29

家公司正开展油页岩加工利用的研究，其中14家公司开展地下干馏，

11家开展地上干馏的研发，2家公司开展页岩油加氢制取轻质油品

研究。上述这些公司大多数正处于实验室或数学模拟，或概念研究阶

段，只有壳牌公司正在进行现场地下干馏的中试，还有一些公司正筹

划开展实地试验，另有几家公司则在致力于干馏新技术的开发。

中国油页岩的开发利用起步较早，规模也比较大，但长期以来并没有

明显进步。1959年页岩油的产量达到70多万吨，占世界的50％以

上。1959年辽宁抚顺年产页岩油72万吨，1953年桦甸年产页岩油

5万吨，1962～1992年，广东茂名共生产页岩油300万吨。20世纪

60年代以后，由于中国常规油气田的大量发现，油页岩提炼油气成

本相对较高，页岩油生产规模逐渐减小，并淡出油品市场，油页岩开

发利用技术也止步不前。

近年来，由于上轮全球能源需求的增长和解决废弃油页岩环境问题的

需要，油页岩的勘探开发面临新的机遇。抚顺、桦甸、罗子沟、黄县

等老油页岩矿先后恢复了页岩油生产。2008年，国内年产页岩油约

40万吨，其中抚顺矿业集团油页岩炼油厂是目前我国正在运行的、

最大的油页岩提炼厂，其产量达到35万吨。

在油页岩利用技术方面，国内相关企业也开展了研究工作。针对现有

抚顺炉单台装置处理能力小、油收率低、污染环境等缺点，抚矿集团

于2006年成立了"辽宁省抚矿集团工程技术研究中心"，

将油页岩综合利用作为重点，开发大型油页岩干馏新工艺和相应的生

产装置，研发页岩油生产过程的废水、废渣的处理与循环利用技术。

中煤集团支持其所属的龙江哈尔滨煤化工公司开展油页岩流化干馏

炼油的中试（日加工油页岩50吨），已取得初步成功，日加工油页

岩2000吨的工业试验装置的可行性研究报告已初步通过。中石油支

持大庆油田采用大连理工大学开发的颗粒页岩固体热载体干馏技术，

拟建设日加工2000吨柳树河油页岩的工业试验装置。

中国油页岩资源储量丰富，在煤炭开采过程中也产生了大量油页岩，

开发利用油页岩不仅可以缓解石油供需矛盾，还可以解决因废弃油页

岩造成的环境问题，提高资源利用率。因此中国应该重视油页岩方面

的研究，推动开发利用技术进步，加快油页岩行业发展。

它同石油一样，是由生物的残体混同泥沙变成的，所以可以用来炼油。

又称油母页岩，一种高矿物质的腐泥煤，为低热值固态化石燃料。色

浅灰至深褐，含有机质和矿物质；有机质的绝大部分不溶于溶剂，称

油母。油页岩是人造石油的重要原料。经低温干馏可得页岩油、干馏

气和页岩半焦。

资源

油页岩产油率低于6％者属贫矿,高于10％的属富矿。世界已

探明的产油率在4％以上的油页岩储量，折合页岩油约470Gt,超过

已探明的石油储量。美国西部格林河流域拥有世界上储量最大的油页

岩矿藏；中国的油页岩资源也较丰富,仅次于美国、巴西、苏联等国,

其中最负盛名的为抚顺矿区，与煤共生，探明油页岩储量3.6Gt，平

均产油率约5.5％；茂名油页岩矿，可采储量4Gt，平均产油率6.0％。

制法

大块的油页岩经过破碎、筛选,送到一种巨大的炉子里；在隔绝空气

的条件下加热,使有机质分解生成油气；油气再进入一个冷却装置，

被冷却凝结成油状的液体，这就是页岩油。

开发

实际上，把油页岩从地底下开采出来再炼油非常麻烦。科学家已想出

一个好办法：在地面打一些钻孔通到地下，用带孔的钢管插进油页岩

里，然后对它发射一种频率很高的电磁波，依靠高频电产生的热，把

油页岩中的有质分解成页岩油和气体，使它沿着生产钻井跑到地面上

来为人类服务。

原生物质

油页岩主要是由藻类等低等浮游生物经腐化作用和煤化作用

而生成。一些微小动物、高等水生或陆生植物的残体，如孢子、花粉、

角质等植物组织碎片，也参与油页岩的生成。

性质:

页岩油很像石油,除了液态的碳、氢物质外，还含有少量氧、氮和硫

的化和物。页岩油经过进一步加工提炼，可以制得汽油、煤油、柴油

等液体燃料，具有与石油相同的作用。

作用:

在油页岩炼油过成中还能得到许许多多副产品:硫酸铵可作肥料；酚

类和吡啶可用作生产合成纤维、塑料、染料、药物的化工原料；排出

的气体，如同煤气一样，可作气体燃料；留下的页岩灰渣，可用来制

造水泥熟料、陶瓷纤维、陶粒等建筑用材。油页岩可谓“全身是宝”。

储量：

据调查，全世界油页岩的储量要比煤、石油或天然气多得多。我国是

世界上油页岩储量最丰富的国家之一。以吉林的农安、广东的茂名和

辽宁的抚顺为最多，广东茂名地区已探明的油页岩储量就有70多亿

吨。

物理性状

油页岩外观多呈褐色泥岩状，其相对密度为1.4～2.7。油页

岩中的矿物质常与有机质均匀细密地混合，难以用一般选煤的方法进

行选矿。含有大量粘土矿物的油页岩，往往形成明显的片理。

组成

主要包括油母、水分和矿物质。①油母。含量约10％～50％

（干基），是复杂的高分子有机化合物，富含脂肪烃结构，而较少芳

烃结构。油母的元素组成主要为碳、氢，以及少量的氧、氮、硫；其

氢碳原子比为1.25～1.75。油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产

油率高。②水分。为4％～25％不等,与矿物质颗粒间的微孔结构有

关。茂名油页岩的水分含量较高，热加工过程中消耗较多的热量，且

在干燥时易崩碎。③矿物质。主要有石英、高岭土、粘土、云母、碳

酸盐岩以及硫铁矿等。含量通常高于有机质。

加工利用

主要有两方面：①干馏制取页岩油，进一步加工成轻质油品

以及多种化工产品；②直接用作锅炉燃料，产生蒸汽，并进一步用于

发电。油页岩干馏和燃烧后的页岩灰可用于生产水泥等建筑材料。