页岩气发展及其综合利用
探讨页岩气成藏的地质条件
探讨页岩气成藏的地质条件【摘要】页岩气是一种重要的非常规天然气资源，其成藏地质条件对于勘探和开发具有至关重要的意义。
本文从页岩气资源概述、成藏重要性和研究背景三个方面入手，探讨了页岩气形成的地质条件、赋存状态、成藏主控因素、储集特征和成藏模式。
通过对这些内容的深入分析，揭示了页岩气成藏地质条件的重要性，并提出了未来研究方向及应用前景展望。
本文旨在为页岩气资源的合理开发提供科学依据，推动页岩气领域的深入研究与应用。
【关键词】页岩气资源、成藏地质条件、页岩气赋存、主控因素、储集特征、成藏模式、研究方向、应用前景、地质条件重要性、页岩气成藏。
1. 引言1.1 页岩气资源概述页岩气是一种非常重要的非常规能源资源，具有巨大的开发潜力。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩气的开发和利用成为当今能源领域的热门话题。
页岩气是一种以页岩为主要产出岩石的油气资源，其开发主要通过水平钻井和压裂技术进行。
页岩气资源分布广泛，且储量巨大，被认为是未来能源产业的重要补充。
与传统石油和天然气资源相比，页岩气资源不仅开发成本低，而且能够提供更加清洁的能源。
页岩气资源被认为是未来能源发展的重要方向之一。
随着页岩气技术的不断创新和完善，其在能源领域的地位将会越来越重要。
1.2 页岩气成藏的重要性页岩气是一种非常重要的天然气资源，对于能源供应和经济发展具有重要意义。
页岩气成藏的重要性在于其具有丰富的储量和广泛的分布区域，可以为国家提供稳定的能源供应。
随着传统石油和天然气资源逐渐枯竭，页岩气成为一种重要的替代能源，可以有效缓解能源短缺问题。
页岩气的开发利用也可以促进地方经济的发展，提升能源自给率和国家竞争力。
深入研究页岩气成藏的地质条件，探索其储集规律和成藏模式，对于实现页岩气资源的有效开发和利用具有重要意义。
通过探讨页岩气成藏的地质条件，可以为相关部门提供科学依据和技术支撑，推动页岩气产业的发展和可持续利用。
1.3 研究背景研究背景中，我们可以看到自从20世纪美国页岩气开发热潮开始以来，全球范围内页岩气勘探开发活动逐渐兴起。
页岩气发展规划
页岩气发展规划（2011-2015年）一、前言页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源。
近几年，美国页岩气勘探开发技术突破，产量快速增长，对国际天然气市场及世界能源格局产生重大影响，世界主要资源国都加大了对页岩气的勘探开发力度。
国民经济和社会发展“十二五”规划明确要求“推进页岩气等非常规油气资源开发利用”，为大力推动页岩气勘探开发，增加天然气资源供应，缓解我国天然气供需矛盾，调整能源结构，促进节能减排，特制定本规划。
本规划期限为2011年至2015年，展望到2020年。
二、规划基础和背景（一）发展基础1、页岩气资源潜力我国富有机质页岩分布广泛，南方地区、华北地区和新疆塔里木盆地等发育海相页岩，华北地区、准噶尔盆地、吐哈盆地、鄂尔多斯盆地、渤海湾盆地和松辽盆地等广泛发育陆相页岩，具备页岩气成藏条件，资源潜力较大。
据专家预测，页岩气可采资源量为25万亿立方米，超过常规天然气资源。
2、页岩气发展现状（1）资源调查我国页岩气资源战略调查工作虽处于起步阶段，但也取得初步进展。
研究和划分了页岩气资源有利远景区，启动和实施了页岩气资源战略调查项目，初步摸清了我国部分有利区富有机质页岩分布，确定了主力层系，初步掌握了页岩气基本参数，建立了页岩气有利目标区优选标准，优选出一批页岩气富集有利区。
（2）资源管理经国务院批准，2011年12月3日，国土资源部已发布新发现矿种公告，将页岩气作为独立矿种加强管理。
针对页岩气的特点和国外成功经验，明确了“调查先行、规划调控、竞争出让、合同管理、加快突破”的工作思路；根据已选定的页岩气有利远景区和页岩气探矿权管理目标，编制了页岩气探矿权设置方案；引入了市场机制，创新了页岩气资源管理，开展了页岩气探矿权出让招标工作。
（3）勘探现状我国页岩气勘探工作主要集中在四川盆地及其周缘，鄂尔多斯盆地、西北地区主要盆地。
中国页岩气产业发展现状及对策建议
中国页岩气产业发展现状及对策建议页岩气是继煤层气、致密砂岩气之后重要的非常规天然气资源，是常规油气资源的重要补充，具有开采寿命长、生产周期长、烃类运移距离较短及含气面积大等特点。
近年来，随着能源供求关系日益加剧、开发技术的不断提高以及改善能源消费结构的迫切要求，全球掀起了页岩气开发的热潮。
为促进页岩气开发和产业发展，中国于2011年将页岩气列为第172个新矿种。
“十二五”期间，中国页岩气产业从起步到规模化商业开发，在页岩气产业各方面取得了可喜的进展。
面对“十三五”，中国页岩气产业亟待解决资源评价、开采矿权管理以及环境监管等问题。
1 中国页岩气产业发展现状1.1页岩气资源潜力巨大从2009年至2015年底，包括美国能源信息署(EIA)、中国国土资源部等在内的多家权威机构相继进行中国页岩气资源评估的研究。
1)EIA。
在2011年资源评估基础上，EIA于2013年开展了新一轮的页岩气资源评估[2，3]，评估区域包括中国的四川盆地、塔里木盆地、准噶尔盆地、松辽盆地、扬子地台、江汉盆地和苏北盆地。
结果显示，中国页岩气地质资源量为134.4万亿立方米，技术可采资源量为31.6万亿立方米。
2)中国国土资源部。
2009-2012年，国土资源部组织国内科研院所、相关石油企业以及大学等27个单位，评估41个盆地(或地区)、87个评价单元、57个含气页岩层段的页岩气资源，油气资源战略研究中心负责具体实施，最终形成全国页岩气资源潜力调查评价及有利区优选成果[4]。
该成果表明，除青藏区外，中国页岩气地质资源量为134.42万亿立方米，技术可采资源量为25.08万亿立方米，分别分布在上扬子及滇黔桂区(技术可采资源量9.94万亿立方米，全国占比39.63%，下同)，华北及东北地区(6.70万亿立方米，26.70%)，中下扬子及东南区(4.64万亿立方米，18.49%)，西北区(3.81万亿立方米，15.19%)。
3)中国工程院。
页岩气开发及利用
摘要当前，世界各国能源需求不断攀升，能源压力日益增大。
页岩气以其独特的优点在非常规天然气开发领域中异军突起，成为全球油气资源勘探开发的新亮点。
页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气，具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长的优点。
页岩油气储层矿物组成十分复杂，根据矿物组成的不同，页岩油气储层大致可以分为三类：富含方解石的钙质页岩油气储层，富含石英的硅质页岩油气储层，以及富含黏土矿物的黏土质页岩油气储层。
中国主要盆地和地区页岩气资源量约为30万亿立方米与美国28.3万亿立方米大致相当，经济价值巨大。
但在资源硬件、政策环境、资金投入、核心技术、基础设施和服务能力和市场化开发主体等方面还有一些差距。
因此，我们要借鉴国外发展页岩气的先进经验，结合我国实际，寻找加快发展的路径，探索并形成具有中国特色的页岩气勘探开发和利用体系，推动我国页岩气开发利用实现跨越式发展。
当前，世界各国能源需求不断攀升，能源压力日益增大。
作为常规能源的重要补充，页岩气、煤层气、油砂等非常规能源逐渐进入人们的视野。
页岩气是存储于页岩中的非常规天然气，虽然单井产量低，但产气时间长、储量丰富，在非常规天然气开发领域中异军突起，成为全球油气资源勘探开发的新亮点。
一、页岩气概况1、页岩气基本特点页岩气是指主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，以吸附或游离状态为主要存在方式的天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源。
具有自生自储、分布广、埋藏浅、生产周期长等特点。
与常规天然气相比，页岩气开发具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长的优点，页岩气田开采寿命一般在30～50年，甚至更长。
大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
页岩气和传统的油气勘探在地质控制条件上有着很大差别，常规油气勘探地质条件可概括为“生、储、盖、运、圈、保”，而页岩气没有“盖”、“运”、“圈”、“保”的问题，“生”就是“储”，“盖”也是“储”。
页岩气评价指标与方法
一、页岩气评价指标
一、页岩气评价指标
页岩气评价指标主要包括地质指标、物理指标和化学指标。
一、页岩气评价指标
1、地质指标：主要包括页岩层厚度、有机质含量、有机质成熟度、岩石矿物 组成、裂缝发育情况等。这些指标主要用于评价页岩气资源的潜力，为后续的开 发工作提供依据。
一、页岩气评价指标
2、物理指标：主要包括孔隙度、渗透率、含气量、储层压力等。这些指标直 接关系到页岩气的开采难度和经济效益，是页岩气评价的关键指标之一。
四、未来展望
4、强化实验与现场应用研究：实验和现场应用研究是验证和优化评价指标与 方法的重要环节。未来研究将更加注重实验与现场数据的收集和分析，通过不断 优化现有评价体系和方法，提高其在实践中的应用效果和指导价值。
四、未来展望
5、加强国际合作与交流：页岩气资源在全球范围内的分布和应用具有广泛前 景，加强国际合作与交流可以促进信息共享、技术和经验传播，对于推动页岩气 评价指标与方法研究的深入发展具有积极意义。
二、页岩气评价方法
3、物理模拟方法：主要包括物理实验和模拟实验等。通过物理模拟实验，可 以深入了解页岩气的生成、运移和聚集规律，为页岩气评价提供更为可靠的依据。
二、页岩气评价方法
在选择评价方法时，需要考虑不同方法的适用范围和优缺点，结合实际进行 评价方法的选择和优化。
三、影响因素
三、影响因素
三、影响因素
3、工艺因素：主要包括钻井工程、地球物理勘探、实验室分析等工艺技术。 这些技术的精度和质量直接关系到页岩气评价的准确性和可靠性。
三、影响因素
为了提高页岩气评价的准确性和科学性，需要考虑多因素综合评价，将各种 因素进行全面分析和比较，得出更为可靠的评价结果。
四、未来展望
江西省人民政府办公厅关于进一步加强矿产资源全链条管理的实施意见
江西省人民政府办公厅关于进一步加强矿产资源全链条管理的实施意见文章属性•【制定机关】江西省人民政府办公厅•【公布日期】2024.02.04•【字号】赣府厅发〔2024〕2号•【施行日期】2024.02.04•【效力等级】地方规范性文件•【时效性】•【主题分类】矿产资源正文江西省人民政府办公厅关于进一步加强矿产资源全链条管理的实施意见各市、县（区）人民政府，省政府各部门：为深入贯彻落实党的二十大精神和习近平总书记考察江西重要讲话精神，按照省委十五届四次、五次全会部署要求，围绕打造“三大高地”、实施“五大战略”，进一步提升矿产资源开发、利用、保护及管理水平，推动我省由矿业大省向矿业强省迈进，助力高质量发展。
经省政府同意，现就加强矿产资源全链条管理提出如下意见。
一、强化规划引领管控（一）优化勘查开发区域布局。
落实各级矿产资源规划，加强矿产资源勘查、开发利用和保护的统一规划，统筹矿产资源禀赋、产业发展现状、资源环境承载能力与国土空间开发适宜性评价等因素，加大钨、锑、锡、钼、铜、金、钒、稀土、锆、铌、钽、锂、金、萤石、晶质石墨等战略性矿产，及地热、矿泉水、硅石等优势矿产勘查开发力度，明确重点勘查开发区域，建设赣北沿江、环鄱阳湖、赣东北、赣西北、赣中南5个各具特色、互为补充、共同发展的矿业经济区。
市县自然资源主管部门根据资源禀赋、紧缺程度和相关规划，制定年度区块出让计划，报同级政府同意后实施，实施过程中可动态调整，新矿业权出让后应及时报上级自然资源主管部门。
（责任单位：省自然资源厅、省生态环境厅、省林业局、省地质局，各市、县〔区〕人民政府。
以下均需各市、县〔区〕人民政府落实，不再列出）（二）强化三条控制线管控。
坚持底线思维，矿产资源勘查开发区域应优先避让永久基本农田、生态保护红线、城镇开发边界，确实无法避让的，按照有关规定实行差别化管理。
扎实推进矿业经济高质量发展，支持战略性和紧缺、优势矿产勘查开发，已依法设立和新立铬、铜、镍、锂、钴、锆、钾盐、（中）重稀土矿等战略性矿产探矿权，允许在办理探矿权登记后在自然保护地核心保护区以外的生态保护红线内开展勘查活动，因国家战略需要开展开采活动的，可办理采矿权登记。
页岩气：前景灿烂的新矿种徐
经国务院批准，页岩气已经成为我国第172个矿种。
3月1日，国土资源部召开新闻发布会，首次发布我国页岩气资源调查评价：我国页岩气资源潜力丰富，地质资源潜力为134万亿立方米，可采资源潜力为25万亿立方米，与常规天然气资源量相当。
同时，发布会还透露，《页岩气“十二五”规划》已通过国家发改委、国土资源部等四部分会签，近日有望正式发布。
到2020年我国页岩气年产量如果能够达到1000亿立方米以上，有希望改变我国油气资源开发格局，成为我国重要的能源支柱，而中国政府计划到2015实现页岩气年产量65亿立方米。
何为页岩气所谓页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，成分以甲烷为主，是一种重要的非常规天然气资源。
较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分可产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期稳定地产气。
加之页岩气全球分布比石油分散，且开采对环境的影响小于石油和煤炭，因而是今后发展中非常重要的清洁能源之一。
目前，世界页岩气资源大国和地区都在加快页岩气勘探开发进程。
我国高度重视页岩气资源，国家已将页岩气摆到能源勘查开发的重要地位。
美国是最早开发利用页岩气的国家，已有80多年历史，但早期由于技术和制度制约，页岩气的商业优势并未真正凸显。
直到本世纪初，美国政府开始大力扶植这一非常规天然气体的发展。
数据显示，2010年，美国页岩气产量已经超过了1000亿立方米，占美国天然气页岩气：前景灿烂的新矿种Shale Gas: A New mineral with Brilliant prospects总产量的20%。
在加拿大、俄罗斯等资源大国纷纷加入这场“页岩气革命”后，世界能源格局也将随之改变。
页岩气的形成和富集有着自身独特的特点，往往分布在盆地内厚度较大、分布广的页岩烃源岩地层中。
较常规天然气相比，页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点，大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，这使得页岩气井能够长期地以稳定的速率产气。
219444005_页岩气油基钻屑剩余固相建材资源化利用进展
通讯作者：焦艳军，２０１４年毕业于中国地质大学（北京）地下水科学与工程专业，硕士，高级工程师，现在中国石油西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院从事油气田开发环境保护研究工作。
通信地址：四川省成都市高新区天府大道北段１２号，６１０５００。
Ｅ ｍａｉｌ：１４７４９２７５８５＠ｑｑ．ｃｏｍ。
页岩气油基钻屑剩余固相建材资源化利用进展焦艳军１，２ 罗方宇１ 秦丰３ 辛蓓蓓４ 霍小鹏１，２ 龚方兵１，２ 陈建军１ 斯伟５ 王焘５（１．中国石油西南油气田分公司安全环保与技术监督研究院；２．四川天宇石油环保安全技术咨询服务有限公司；３．中国石油西南油气田分公司致密油气勘探开发项目部；４．四川长宁天然气开发有限责任公司；５．成都天府新区华天兴能燃气有限公司）摘 要 针对页岩气开发过程中产生的油基钻屑残渣，对其在建材领域的资源化利用现状进行综述，主要从用作道路填料、作为原材料烧制水泥、免烧陶粒和烧结陶粒、免烧砖和烧结砖及加气混凝土砌块五个方面进行总结。
以ＯＤＣＲｓ为原材料，采取固化稳定法制备路基、路面填料、免烧砖和陶粒以及加气混凝土砌块、混凝土等资源化产品，是目前最直接、简便的方式，但仍存在潜在的环境风险，应对其长期浸出性能进行追踪和评估。
高温煅烧处理制备陶粒、砖和水泥能有效地消除ＯＤＣＲｓ中的有机物，固化其中的重金属等污染物成分，但其掺量对烧结制品的组成和性能影响较大，尤其是水泥生产过程中ＢａＯ会抑制Ｃ３Ｓ的生成，因而掺量受到限制。
采用ＯＤＣＲｓ制备陶粒支撑剂用于油气田开发可实现资源的循环利用，是目前较有发展前景的资源化利用方式。
关键词 页岩气；油基钻屑残渣；建材；资源化利用ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５ ３１５８．２０２３．０３．００３ 文章编号：１００５ ３１５８（２０２３）０３ ００１５ ０５犘狉狅犵狉犲狊狊犻狀犚犲狊狅狌狉犮犲犝狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀狅犳犚犲狊犻犱狌犪犾犛狅犾犻犱犘犺犪狊犲狅犳犛犺犪犾犲犌犪狊犗犻犾犅犪狊犲犇狉犻犾犾犻狀犵犆狌狋狋犻狀犵狊犪狊犅狌犻犾犱犻狀犵犕犪狋犲狉犻犪犾狊ＪｉａｏＹａｎｊｕｎ１，２ ＬｕｏＦａｎｇｙｕ１ ＱｉｎＦｅｎｇ３ ＸｉｎＢｅｉｂｅｉ４ ＨｕｏＸｉａｏｐｅｎｇ１，２ＧｏｎｇＦａｎｇｂｉｎｇ１，２ ＣｈｅｎＪｉａｎｊｕｎ１ ＳｉＷｅｉ５ ＷａｎｇＴａｏ５（１．犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犛犪犳犲狋狔，犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犘狉狅狋犲犮狋犻狅狀犪狀犱犜犲犮犺狀犻犮犪犾犛狌狆犲狉狏犻狊犻狅狀，犘犲狋狉狅犆犺犻狀犪犛狅狌狋犺狑犲狊狋犗犻犾牔犌犪狊犳犻犲犾犱犆狅犿狆犪狀狔；２．犛犻犮犺狌犪狀犜犻犪狀狔狌犘犲狋狉狅犾犲狌犿犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犘狉狅狋犲犮狋犻狅狀牔犛犪犳犲狋狔犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犆狅狀狊狌犾狋犻狀犵犛犲狉狏犻犮犲狊犆狅．，犔狋犱．；３．犜犻犵犺狋犗犻犾牔犌犪狊犈狓狆犾狅狉犪狋犻狅狀犪狀犱犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋犇犲狆犪狉狋犿犲狀狋，犘犲狋狉狅犆犺犻狀犪犛狅狌狋犺狑犲狊狋犗犻犾牔犌犪狊犳犻犲犾犱犆狅犿狆犪狀狔；４．犛犻犮犺狌犪狀犆犺犪狀犵狀犻狀犵犖犪狋狌狉犪犾犌犪狊犇犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋犆狅．，犔狋犱．；５．犆犺犲狀犵犱狌犜犻犪狀犳狌犖犲狑犃狉犲犪犎狌犪狋犻犪狀犡犻狀犵狀犲狀犵犌犪狊犆狅．，犔狋犱．）犃犅犛犜犚犃犆犜 Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｏｉｌ ｂａｓｅｄｄｒｉｌｌｉｎｇｃｕｔｔｉｎｇｓｒｅｓｉｄｕｅｓ（ＯＤＣＲｓ）ｄｕｒｉｎｇｓｈａｌｅｇａｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓ．ＴｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＯＤＣＲｓｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｆｉｖｅａｓｐｅｃｔｓ：ｒｏａｄｆｉｌｌｅｒｓ，ｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｃｅｍｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔａｎｄｈｅａｖｙｗｅｉｇｈｔａｇｇｒｅｇａｔｅｓ，ａｎｄａｕｔｏｃｌａｖｅｄａｅｒａｔｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｌｏｃｋｓ．ＴｈｅｕｓｅｏｆＯＤＣＲｓａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｒｏａｄｂｅｄａｎｄｐａｖｅｍｅｎｔｆｉｌｌｅｒｓ，ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔａｇｇｒｅｇａｔｅｓ，ａｎｄｂｒｉｃｋｓ，ａｓｗｅｌｌａｓａｕｔｏｃｌａｖｅｄａｅｒａｔｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｌｏｃｋｓａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｐｒｏｄｕｃｔｓｂｙｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｉｓｔｈｅｍｏｓｔｄｉｒｅｃｔａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｗａｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅａｒｅｓｔｉｌｌｐｏｔｅｎｔｉａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｒｉｓｋｓ，ａｎｄｔｈｅｌｏｎｇ ｔｅｒｍｌｅａｃｈｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｔｒａｃｋｅｄａｎｄｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｌｉｍｉｎａｔｅｏｒｇａｎｉｃｍａｔｔｅｒｉｎＯＤＣＲｓａｎｄｓｏｌｉｄｉｆｙｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓａｎｄｏｔｈｅｒｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ，ｂｕｔｉｔｓｄｏｓａｇｅｈａｓａｇｒｅａｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｉｎｔｅｒｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｄｕｒｉｎｇｔｈｅｃｅｍｅｎｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ＢａＯｃｏｕｌｄｉｎｈｉｂｉｔｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＣ３Ｓ，ｗｈｉｃｈｌｉｍｉｔｅｄｔｈｅｄｏｓａｇｅｏｆＯＤＣＲｓ．ＴｈｅｕｓｅｏｆＯＤＣＲｓｔｏｐｒｏｄｕｃｅｃｅｒａｍｉｃｓｕｐｐｏｒｔｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｏｉｌａｎｄｇａｓｆｉｅｌｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃａｎａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｒｅｃｙｃｌｉｎｇｏｆｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄ·５１· 油 气 田 环 境 保 护 ２０２３年６月 ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＯＦＯＩＬ＆ＧＡＳＦＩＥＬＤＳ Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．３ ｉｓｃｕｒｒｅｎｔｌｙａｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈｇｒｅａｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．犓犈犢犠犗犚犇犛 ｓｈａｌｅｇａｓ；ｏｉｌ ｂａｓｅｄｄｒｉｌｌｉｎｇｃｕｔｔｉｎｇｒｅｓｉｄｕｅｓ；ｂｕｉｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ０ 引 言页岩气油基钻屑剩余固相（Ｏｉｌ ｂａｓｅｄｄｒｉｌｌｉｎｇｃｕｔｔｉｎｇｒｅｓｉｄｕｅｓｄｕｒｉｎｇｓｈａｌｅｇａｓｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ，ＯＤＣＲｓ）是页岩气开采过程中产生的油基钻屑经脱油处理后的残渣［１］，因其含有有机物和重金属等，被《国家危险废物名录（２０２１年版）》列为危险废物，如何安全有效处置油基钻屑剩余固相成为现阶段制约页岩气持续高效开发的关键环节之一。
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页岩气发展及其综合利用页岩气是一种非常规天然气，页岩气是以吸附和游离方式赋存于页岩和泥岩地层及其夹层中的天然气。
近年来，兴起于美国的页岩气浪潮，不仅对美国天然气市场产生了巨大影响，同时也波及到全球能源化工行业。
页岩气开采技术的突破带来了页岩气产量的猛增，不仅导致美国天然气价格极具竞争力，而且页岩气开采的湿气组分所包含的乙烷、丙烷、丁烷等也为下游化工行业提供丰富而廉价的原料。
美国页岩气产业的发展对全球能源化工行业趋势的影响将重塑世界石化行业格局，对中国煤化工产生的影响也不容小觑。
一、页岩气的发展（一）美国页岩气的发展页岩气做为一种非常规天然气较常规天然气开采难度大经过30多年页岩气开发，逐步形成了成熟可靠的开采技术。
页岩气的大规模开发受益于本世纪初水力压裂、水平井、微震监测等创新技术的成功应用。
近年来美国页岩气产业蓬勃发展，1999年美国页岩气年产量达到112亿m³，过去二十多年里美国页岩气产量超过20倍增长，2012年美国页岩气产量达到2653亿m³，占美国天然气总产量34%，预计到2035年，页岩气产量比将提高至49%。
目前美国有8000家油气公司从事页岩气开发，85%的页岩气由中小公司生产，新储量还在不断发现中。
美国页岩气未来将成为美国天然气主要来源，页岩气产量的逐渐上升将成为弥补美国天然气缺口最主要的贡献因素，大幅降低天然气进口依赖度。
（二）中国页岩气发展概况页岩气开发与利用在中国的起步较晚，但近年已越来越受重视。
与常规天然气资源相比，中国的非常规天然气资源十分丰富，并且随着开采技术的进步，中国非常规天然气资源有着巨大的发展潜力。
目前，中国非常规天然气资源开发利用正处于快速发展阶段。
以页岩气为主的非常规天然气的开采在今后二十年将保持每年超过10%的增长。
据“十二五”规划，至2015年，全国页岩气产量将占非常规天然气产量的75%。
因此对于中国的石油企业来说，转变认识、研发低成本配套技术以推进页岩气的开发利用将是一项重大战略选择。
此外，在开发国内非常规天然气的同时，中国的石油企业必须争取通过各种途径获取国外非常规天然气资源和技术，以保证资源的充足性。
二、页岩气产业链（一）页岩气的开发页岩气的开发可以划分为四个环节：探勘、钻井、采气、运输。
据EIA最新统计数据显示，世界页岩气资源丰富。
全球页岩气可采资源量为187万亿m³，其中北美地区拥有55万亿m³，亚洲拥有51万亿m³，非洲拥有30万亿m³，欧洲拥有18万亿m³，全球其它地区拥有35万亿m³。
技术可采资源量排名前11位国家是中国、美国、阿根廷、南非、墨西哥、澳大利亚、加拿大、利比亚、阿尔及利亚、巴西和波兰。
这11个国家技术可采页岩气资源总量占全球的81.5％。
美国可采储量超过24万亿m³，中国可采储量为36万亿m³，储量相当可观。
后续的关键在于钻采技术的突破。
我们预计勘探及开采产业链上的公司，特别是相关设备提供商将率先受益，如页岩气水力压裂和水平钻井中使用的特种设备；而钻采技术领先的油服类公司也将在钻井阶段受益。
经过多年的发展美国页岩气的开发已经进入到大规模商业化开采阶段，拥有先进的钻采技术，并配备有完善的管网运输系统，形成了完整的产业链。
相比之下中国页岩气领域由三大油企主导，中小企业介入很少。
在页岩气资源评价和水平井、压裂增产开发技术等方面，尚未形成核心技术体系，部分关键核心专利技术掌握在美国企业手中，中国只能依靠引进来获取页岩气领域的领先技术。
另外中国的天然气运输管网规模小，运载能力受限，网络接入并未开放，造成了页岩气的传送瓶颈。
总体来说中国的页岩气产业链仍处于发展阶段，还不够成熟稳定。
（二）页岩气综合利用页岩气的组成与常规天然气相仿，主要成分是甲烷，并含有少量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、氮气。
页岩气不仅能够替代常规天然气在能源领域的应用，而且在化工行业的应用较常规天然气更为广泛。
页岩气中分离出大量凝析液NGL，凝析液NGL的主要成分为乙烷、丙烷，分别经裂解和脱氢后，即可分别获得乙烯、丙烯。
甲烷、乙烷、丙烷是页岩气化工的三种最基础的原料，由此构成了页岩气化工产业链。
1.页岩气发电随着页岩气产业井喷式发展，天然气价格大幅跳水，天然气发电的经济环保效益越来越明显。
基于国内外页岩气开发和天然气发电产业的现实情况，并结合我国能源紧缺和环保压力极大的现状进行分析，可看出，我国页岩气地理分布与电力负荷中心分布的吻合度较高，在我国经济较为发达的电力负荷中心利用页岩气就地发电，可切实减轻不断增大的节能减排压力。
2.提取裂解原料页岩气中含有的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷均属于优质裂解原料，乙烷裂解生产乙烯的收率高达80.5%，远高于亚洲传统的石脑油制35%的乙烯收率。
美国近几年的页岩气开发有大量的湿气资源，使乙烷和丙烷的供应量大幅增加，乙烷裂解制乙烯已成为极具竞争力的工艺路线。
目前，国外石化公司提出了多种从天然气中回收C2+凝液（NGL）组分的工艺，如AdvancedExtrac-tionTechnologies的AETNGLrecovery、Technip的CRYOMAXMRE，ABBLummus的NGL－Pro、Black＆VeatchPritchard的PRICOLNG、Cono-coPhillips的optimizedcascadeLNGprocess。
以上工艺的主要产品是液化天然气，副产品是C2+凝液乙烷回收率均可达到90%以上。
3.页岩气制合成油页岩气组成与天然气相似，将来也可用页岩气代替天然气来制备合成油。
天然气制合成油（GTL）是天然气高效利用的途径之一，近几年来一直是业内广泛关注的热点。
天然气生产的合成油属于清洁燃料，其优点在于不含硫、氮、镍杂质和芳烃等非理想组分，符合现代燃料的严格要求和日益苛刻的环境法规，从而为生产清洁能源开辟了一条新的途径。
目前，GTL技术已从试验阶段发展到了工业应用阶段，并以较大的技术、经济优势，受到了越来越多石油公司的关注。
GTL工艺主要由合成气生产、F－T合成、合成油加工、反应水处理4部分组成。
不同GTL生产工艺，其主要产品略有差别。
GTL产品中，液化气可用作燃料；GTL石脑油是非常优质的乙烯装置原料，但不宜用作汽油调和组分，也不宜用作催化重整原料。
GTL柴油含硫量接近零，十六烷值为70～80，相对密度为0.78，闪点为81℃，浊点为－12℃，远优于常规炼油厂生产的清洁柴油，也远优于欧盟对超清洁柴油的规格要求。
GTL润滑油基础油不含硫，不含芳烃，倾点低，挥发性低，黏度指数高，氧化安定性好，生物降解率高，其质量远优于目前炼油厂生产的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类基础油。
石蜡的外观不透明，白色，基本无味，具有高线性度和窄碳数分布，用于色料或香料中颇为理想。
4.页岩气制氢页岩气中的甲烷制备氢气可通过2种工艺路线来实现：一种是通过制备合成气（H2和CO的混合气）从而得到氢气；另一种是甲烷催化裂解反应产生氢气。
这2种方法首先都要活化甲烷分子，但甲烷分子惰性很强，反应条件苛刻。
传统的制氢方法较多，如水蒸气甲烷重整（SRM）、甲烷部分氧化（POM）、甲烷自热重整（A TR）等。
SMR工艺的生产技术较为成熟，但该过程会产生CO2，因此需要增加CO2捕获和储存装置，这会使制氢的成本提高20%～50%。
POM工艺过程能耗低，可采用大空速操作，无需外界供热，可避免使用耐高温的合金钢管反应器，采用极其廉价的耐火材料堆砌反应器即可，装置的固定投资明显降低，但尚未见到该技术工业化的相关报道。
A TR工艺是一种新型制氢方法，其基本原理是在反应器中藕合了放热的甲烷部分氧化反应和强吸热的甲烷水蒸气重整反应，因此反应体系本身可实现自供热。
5.页岩气制甲醇随着甲醇制烯烃（MTO）工艺的大规模应用，国内外甲醇的需求量逐年增加。
如将页岩气制成甲醇将有利于缓解国内甲醇大量进口的局面。
经合成气制备甲醇是当前工业生产甲醇的主要方法，但直接利用甲烷为原料，一步合成甲醇一直是科研人员探索的课题，并取得一定的进展。
目前，直接合成甲醇的方法主要有甲烷部分氧化、水合甲醇等。
甲烷直接部分氧化制备甲醇的关键技术是催化剂，常见的催化剂主要是过渡金属的氧化物。
如张小平等以SiO2为载体，磷钨酸为催化剂，醋酸为液相试剂，进行了甲烷部分氧化制备甲醇的实验研究。
甲烷首先转化生成醋酸甲醋，醋酸甲醋进一步水解生成甲醇。
在压力为0.1MPa，温度为267～280℃条件下，甲烷转化率为26.61%，甲醇选择性为97.26%。
甲烷和水直接合成甲醇和H2，具有天然气资源和清洁氢能源综合开发利用的应用价值。
桑丽霞等在固定床环隙反应器中，在反应温度为150℃，MoO3－TiO2/SiO2催化剂作用下，甲烷和水合成了目的产物甲醇和H2，甲醇选择性达87.3%。
6.页岩气制乙烯乙烯作为基础工业原料，在石化工业中占有重要的地位。
如页岩气中的甲烷转化成乙烯，将会是页岩气化工利用的最有前景的路线之一。
甲烷制乙烯的方法分为一步法、二步法、三步法。
三步法分为甲醇路线、二甲醚路线、乙醇路线。
即将甲烷制合成气，经催化反应分别生成甲醇、二甲醚、乙醇，再生成乙烯。
甲醇路线也就是MTO法，是目前广泛应用的新工艺。
二步法主要有合成气路线、氧化路线和氯化路线。
合成气路线，将甲烷经合成气直接生成乙烯；氧化路线，即将甲烷氧化生成甲醇，用MTO法制成乙烯；氯化路线，首先将甲烷转化为一氯甲烷，再转化为乙烯。
二步法工艺正处于研究阶段，未达到工业生产的要求。
一步法包括氧化偶联法、选择性氧化法。
经过近10余年的努力，国内兰州化物所、成都有机所等在氧化偶联法方面的研究成果比较显著，其水平在国际上处于先进地位。
最近，韩国LG化学公司正在进行甲烷生产乙烯的技术开发。
由于二步法、三步法的工艺流程较长，随着天然气、页岩气价格逐渐增加，将不再具备经济上的优势。
尽管一步法工艺尚不具备工业应用条件，但该技术的技术经济意义巨大，工业化前景值得期待。
7.页岩气制芳烃页岩气中的甲烷也可经催化过程转化为芳烃，将极大地增加产品的附加值。
甲烷制芳烃方法分为部分氧化法、无氧脱氢法。
部分氧化法的甲烷转化率很低，芳烃选择性和收率也很低，且产生大量的二氧化碳气体，在经济上不具备开发前景。
1993年，国内大连化物所在国际上首先报道了甲烷无氧脱氢芳构化制芳烃的研究成果。
目前，甲烷无氧脱氢芳构化已经成为甲烷利用研究中的一个重要分支，是目前甲烷直接转化的主要研究内容之一。
8.页岩气制纳米碳材料页岩气不仅可以高效地转化为高品质液体燃料和高附加值的化学品，也可用来制备碳纳米管、纳米碳纤维、纳米碳颗粒等具有特殊性能的材料。
以甲烷为碳源、过渡金属为催化剂时，反应产物主要是碳纳米管、纳米碳纤维或纳米碳颗粒。