X-PDF

ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ РОССИИ, РЕГИОНЫ РАЗВИТИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ОСВОЕНИЯ

Поделиться статьей

ЛЕКЦИЯ 15

                                                                    

Особенности поисков и разведки различных структурно-генетических групп месторождений нефти и газа

ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ РОССИИ, РЕГИОНЫ РАЗВИТИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ОСВОЕНИЯ

       Интерес к горючим сланцам во всем мире возрастает по мере сокращения запасов нефти и природного газа. Они рассматриваются как возможный заменитель нефти для получения жидких видов топлива, а также ряда различных продуктов – исходного для химической промышленности и других отраслей народного хозяйства. Геологические запасы этого вида минерального сырья очень велики.

    Стоимостный ряд богатств недр России по своей структуре близок к среднемировому. Суммарная ценность оцененных и разведанных за­пасов всех видов полезных ископаемых в России по одной из оценок равна 28,6 трлн. $.По стоимости в структуре минерально-сырьевой базы преобладают топливно-энергетические ресурсы (в т.ч. газ 32,2%, уголь и горючий сланец 23,3%, нефть и конденсат 15,7%). Далее следуют нерудное сырье (14,7%), черные (6,8%), цветные и редкие металлы (6,3%), благородные металлы и алмазы (1%), уран (0,01%).

     Мировые ресурсы нефти не превышают 1 трлн. т, природного газа 1000 трлн. м3, прирост запасов данных видов углеводородного сырья не компенсирует их добычу. Мировые ресурсы углей менее 15 трлн. т, из которых лишь 1/3 потенциально пригодны для получения моторных топлив.

Мировые ресурсы горючих сланцев составляют порядка 650 трлн. т и практически не освоены.

     Горючие сланцы являются потенциальным минерально-сырьевым источником моторных топлив, так как при их переработке могут быть получены слáнцевое мáсло и слáнцевый бензин.

    Сланцы горючие – осадочная горная порода, глинистая, известковистая, кремнистая, тонкослоистая, при выветривании листоватая или массивная, с содержанием сапропелитового органического вещества (ОВ) от 20 до 60-80% . цвет коричневато-серый, коричневато-желтый, оливково-серый. При нагревании сланцев горючих без доступа воздуха до 500 оС или с доступом воздуха до 1000 оС ОВ разлагается с выделением нефтеподобной смолы (сланцевого масла), сухих горючих газов и воды. Выход смолы из сланцев, бедных ОВ, составляет 5-10% от массы сухой породы, а из наиболее богатых разностей 30-50%.

    Слáнцевое мáсло (сланцевая нефть) – вязкая жидкость похожая на нефть, получаемая из горючего сланца при нагревании без доступа воздуха до 500°С и выше. Слáнцевое мáсло характеризуется низкой температурой застывания (не выше 25°С), температура вспышки – не менее 90°С, содержание воды менее 1,5%, серы – 0,8%. Используется для получения химических продуктов, лекарств. препаратов, жидкого топлива. Ресурсы слáнцевого мáсла в мире оцениваются в 550 млрд. т, на долю США приходится – 280 млрд. т (52%), в горючих сланцах Бразилии содержится 112 млрд. т (21%) слáнцевого мáсла, Китая – 26 млрд.т, Австралии – 15 млрд. т, России – 44 млрд. т. Более половины ресурсов слáнцевого мáсла сосредоточено в отложениях кайнозоя – 55%, 36% – палеозоя и только 8% в мезозойских отложениях. 53% ресурсов сформировались в орогенных условиях (включая области активизированных древних платформ), 40% – на платформах и только 1% – в геосинклиналях. 55% слáнцевого мáсла содержится в горючих сланцах озерного генезиса, 45% – в горючих сланцах морского происхождения.

     Слáнцевый бензин – смесь легких углеводородов, получаемых при переработке горючего сланца. Основные способы получения слáнцевого бензина: дистилляция сланцевой смолы . каталитический крекинг керосиновых и газойлевых фракций . очистка легких фракций смолы серной кислотой . гидрогенизация. В зависимости от способа получения слáнцевого бензина его свойства существенно меняются: верхняя граница кипения – от 150 до 225°С . содержание серы – от 0,01 до 1,0%. По качеству слáнцевый бензин существенно уступает нефтяным: они характеризуются низкой стабильностью, резким, неприятным запахом и относительно низким октановым числом (от 28 до 78).

    Исследованиями установлено, что исходным материалом горючих сланцев являлся сапропель и гуминовые вещества (продукты преобразования остатков оторфованных высших растений).

     Сапропель – илистые отложения озер и лагун, содержащие более 15% органического вещества (по массе). Сапропель представляет собой желеобразную или зернистую массу от розового до почти черного цвета, которая при высыхании твердеет и не поддается размачиванию. Сапропель образуется под воздействием биохимических и механических процессов на фито- и зоопланктон, бактерии и микроорганизмы, при каталитическом воздействии минеральных частиц. Элементный состав сапропеля (%): С 53÷60 . О 30÷35 . Н 6÷8 . S 1,5÷3 . N до 6. Органическая часть сапропеля содержит до 11 % битумов, до 40 % гуминовых веществ и др. Минеральная матрица сапропеля представлена песчано-глинистым, кремнистым и карбонатным материалом (кварц, полевые шпаты, слюды, опал, кальцит, сидерит, пирит и др).

      Средняя плотность сапропеля 1050 кг/м3, скорость накопления от 0,4 до 8 мм в год, мощность 2-7 м, максимально 30 м в озере Неро (Ярославская обл.) и 40 м в озере Сомино (Ярославская обл.). Прогнозные ресурсы сапропелей в странах СНГ составляют более 280 млрд. м3, из них около 90 % сосредоточено в России. Месторождения сапропеля размещены преимущественно в лесной зоне, в области бывшего оледенения.

     Добыча сапропеля ведется гидромеханическими методами. Сапропель используются: как удобрение, компост, кормовая добавка животным . для приготовления буровых растворов и строительных материалов (пористые керамические изделия, керамзит, древесно-волокнистые плиты и пр.) . в медицине. Ресурсы сапропеля воспроизводятся в планетарном масштабе, а запасы конкретного месторождения (водоема) ограничены и не воспроизводятся.

     Среди полезных ископаемых сапропель по своим свойствам близок к торфу. Сходство между сапропелем и торфом заключается в органогенном их происхождении, в наличии остатков организмов, не достигших полной минерализации, а, следовательно, в значительном содержании органического вещества. Оба эти ископаемые близки по условиям формирования их в водной или значительно увлажненной среде, а по генезису различным. Сапропель — исключительно озерное отложение. Различия определяются структурными и химическими особенностями исходного материала. Органическая часть торфов состоит из остатков и продуктов распада в основном высших растений.

     ОВ на дне бассейна попадает в анаэробную близкую к нейтральной или слабощелочную среду и после захоронения подвергаются биохимическому и физическому преобразованию — диагенезу, сапропель дегидратируется, уплотняется и битумизируется, битумы полимеризуются, относительная доля органического углерода возрастает, а осадок в целом преобразуется в горную породу горючий сланец.

      Элементный состав ОВ сланцев в зависимости от генетического типа колеблется в широких переделах (%): Сг 56-82 . Нг5,8-11,5 . Nг 1-6 . Sобщ 1,5-9 . Ог 9,36. Накопление исходного вещества сланцев горючих – остатков в основном простейших планктонных водорослей, а также в небольших количествах зоопланктона и фрагментов донной растительности — происходит главным образом в неглубоких прибрежных частях морских бассейнов с нормальным солевым и газовым составом вод и в озерах.

Сланцы горючие широко распространены в отложениях от кембрия до неогена [6].

Доманикиты – тонкозернистые, часто тонкоплитчатые осадочные горные породы черного, реже бурого цвета, обогащенные сапропеливым рассеянным органическим веществом (РОВ). Содержание РОВ в доманикитах колеблется от 8 до 20 вес. %. Если в горных породах содержание РОВ выше 20%, они переходят в горючие сланцы, если ниже 8% — в глинистые и глинисто-карбонатные породы. Верхняя граница принята условно по наибольшему фактическому содержанию РОВ в доманиковой, баженовской, куонамской и других свитах. Накопление доманикитов происходит преимущественно в глубоководных морских бассейнах с нормальной соленостью, площадь которых достигает 1 млн. км2 и больше, но возможно накопление и в других бассейнах. Обязательными являются низкие скорости терригенного осадконакопления, обеспечивающие обогащение горных пород РОВ. Роль эндогенных источников отдельных компонентов, в первую очередь кремнезема, дискуссионна. Доманикиты – типичные нефтематеринские свиты. Однако переход их в категорию свит нефтепроизводящих требует сравнительно высокой пластовой температуры, которая обеспечила бы генерацию достаточно большого количества жидких и газообразных УВ, способных либо прорываться в соседние пласты-коллекторы, либо создавать зоны эффективных коллекторов непосредственно в толще доманикитов и накапливаться в них в промышленных количествах.

    На Европейском северо-востоке горючие сланцы широко распространены. Они известны в отложениях девона, верхней перми и верхней юры. Современное промышленное значение могут пока иметь только верхнеюрские горючие сланцы. Их потенциальные ресурсы превышают 40 млрд.т.

     На энергетическую промышленность в Советском Союзе расходуется до 75-78% добычи горючих сланцев. Остальное идет для нефтехимической промышленности. Основным потребителем горючего сланца в Республике Коми является энергетическая промышленность. Эффективна энерготехнологическая схема, предусматривающая термическую переработку сланца и сжигание в топках котлов продуктов переработки – высококалорийного сланцевого масла и полукоксового газа. Технологические исследования показали, что из смолы Яренгских или Айювинских сланцев можно получать 100-140 кг моторного топлива на 1 т сухого сланца. Фракционная разгонка смол свидетельствует, что выход легких бензиновых фракций для этих сланцев составляет 21-28%, в три с лишним раза выше, чем для прибалтийских сланцев (7-8%). К сожалению смолы Тимано-Печорского территориального комплекса содержат повышенное количество серы (до 7-8%). Это создает определенные трудности при получении стандартных моторных топлив. Потенциальные ресурсы горючих сланцев по далеко на полным геологическим данным составляют не менее 50 млрд.т.

    Предварительно оценить пригодность горючих сланцев к переработке и промышленному использованию можно по результатам и составу продуктов лабораторного полукоксования. Баланс органического вещества и его распределение в этом процессе показал высокий выход суммарной смолы и газа от условной органической массы (66% для яренгского сланца).

    Полукоксование горючих сланцев на действующих агрегатах – пилотном газогенераторе и установке с твердым теплоносителем – показало их пригодность для промышленной переработки. Выход смолы составил 5,5-7,9% на сланец. Возросли молекулярный вес смолы, ее сернистость, выход олефиновых углеводородов, гетероатомных соединений, фенолов. Выявленные закономерности в изменении состава смол при различных способах переработки сланцев типичны и для сланцев других бассейнов. Газы переработки характеризуются повышенным содержанием сероводорода и углекислоты. Извлеченный сероводород можно использовать для получения серной кислоты. Высокое содержание метана и водорода предопределило высокую теплоту сгорания газов. Твердый остаток образуется в количестве 50-85% от массы сланца, по составу относится к глинисто-карбонатному типу. Значения глиноземного и кремнеземному модулей благоприятны для использования её в производстве цемента. Кроме того, золы содержат многие цветные и редкие металлы, нередко в значительных концентрациях, что также может представлять самостоятельный практический интерес.

Баженовская свита – распространена в центральной части Западной Сибири. Представлена черными и буровато-черными аргиллитоподобными сапропелево-глинисто-кремнистыми породами, местами с прослоями карбонатов. Характерно высокое содержание свободного кремнезема (в среднем 29,5 об.%) и органического вещества (в среднем 22,5 об%). Мощность 10-70 м, обычно 25-35 м. Фауна преимущественно нектонных и планктонных организмов. Возраст средневолжский – раннебериасский. Местами свита включает низы валанжина Промышленно нефтеносна в пределах Среднеобской и Каймысовской НГО (пласт Ю0). Входит в состав региональной верхнеюрско-неокомской покрышки. Баженовская свита — группа нефтематеринских горных пород (свита), выявленная на территории около миллиона квадратных километров в Западной Сибири. Образована морскими осадочными породами в титонском-берриасском ярусах (на границе между меловым и юрским периодами, около 145 млн лет назад). Свита залегает на глубинах 2-3 километров. В баженовской свите сконцентрирована большая часть горючих сланцев России, содержащих как твердое органическое вещество (кероген), так и жидкую легкую нефть низкопроницаемых коллекторов (иногда некорректно называемую сланцевой нефтью). Запасы углеводородов в баженовской свите являются трудноизвлекаемыми. Для увеличения нефтеотдачи при разработке нефти низкопроницаемых коллекторов может применяться наклонно-горизонтальное бурение и ГРП. По разным оценкам (Wood Mackenzie) содержание нефти в свите может достигать 2 трлн. баррелей. В 2013 году РосНефть оценила извлекаемые запасы в 22 млрд баррелей. По оценке Роснедра 2012 года, породы могут содержать 180—360 млрд. баррелей извлекаемых запасов. В июне 2013 года суммарные запасы оценивались в 1,2 трлн. баррелей нефти, из которых 74 млрд. могут быть технически извлекаемыми (US EIA). Общее содержание ОВ— около 14 % (до 2,7 % жидкого, около 12 % кероген типа II), минеральное вещество (кремнезём, гидрослюда, кальцит, и др.) — 85 %. Свита изучается с 1960-х годов. О планах разработки нефти из баженовской свиты сообщали: Газпром- нефть (совместно с Royal Dutch Shell), Лукойл, Роснефть, Сургутнефтегаз.

 Куонамская битуминозная карбонатно-сланцевая формация. П о средневзвешенной концентрации Снк горизонты осадочного разреза подразделяются на три группы: доманикоидные (Снк &gt .0.5%), субдоманикоидные (Снк= 0.1-0.5%) и горизонты со сверхрассеянной формой органического вещества (ОВ) (Снк&lt .0.1%). В отложениях верхнего протерозоя, нижнего и среднего палеозоя Сибирской платформы известно 18 стратиграфических уровней, где располагаются доманикоидные и субдоманикоидные горизонты, сложенные терригенно-карбонатными, карбонатными и терригенными породами (табл. 1). И это отличает формацию от других нефтегазопроизводящих отложений. По фациальному облику это нормально-морские, реже лагунно-морские отложения. Большая часть этих толщ имеет региональное распространение на Сибирской платформе, но в латеральном направлении они нередко меняют свой литологический состав, мощность и соответственно концентрацию ОВ. Доманикоидные и субдоманикоидные горизонты позднего протерозоя, раннего и среднего палеозоя Сибирской платформы классифицируются как нефтегазоматеринские свиты.

Нижний предел концентраций ОВ в нефтегазоматеринских свитах зависит от его состава, то есть от генетического типа. Опыт исследований ВНИГРИ показывает, что в случае сапропелевого ОВ преимущественно водорослевой планктонной природы, слабо измененного в диагенезе, за нижний предел концентраций по значению Снк  принимается 0.1% на породу. Такое ОВ характерно для слабоглинистых карбонатов иловых впадин палеозоя и позднего докембрия Сибирской платформы. В этих породах уже на первых стадиях мезокатагенеза фиксируются признаки генерации и эмиграции жидких углеводородов (УВ) и их следует относить к категории нефтематеринских. ВНИГРИ принят осредненный нижний предел концентрации Снк  в нефтегазоматеринских свитах суммарно – 0.1%.

 

Таблица 1. Доманикоидные и субдоманикоидные горизонты позднего протерозоя, раннего и среднего палеозоя – нефтегазоматеринские свиты Сибирской платформы [2]

Уро-вень Страти-графи-ческий индекс Ярус, свита, подсвита Литологическая характеристика (мощность, м) Сорг,   % Район распростра-нения
18 D3 f2 каларгон- ская свита темно-серые и черные доломиты, их глинистые разности, реже известняки и мергели (50-300).   0.15-0.2 северная половина Тунгусской синеклизы
17 D2 gv2 юктинская (макусов- ская) свита черные и темно-серые глинистые известняки, на севере доломиты (10-30). 0.1-0.3 Тунгусская синеклиза
16 S1 w2-S2 ld венлокский-лудловский ярусы глинистые доломиты и доломитовые мергели (70-250). 0.35 (0.15-0.2) Тунгусская синеклиза
15 S1 l лландове- рийский ярус граптолитовые сланцы, аргиллиты, мергели (20-100 (120)). сред. 2-3 (0.5 — 10-11) западное обрамление Тунгусской синеклизы
14 O2 мангазей- ский — долборский ярусы зелено-серые и черные аргиллиты (20-120). 0.7-0.9 на западе платформы
13 О2 криволуц-кий ярус черные и серые глинистые известняки (20-40). max 0.3-0.5 до 1-2 Игаро-Норильский район
12 О1 туринские слои черные глинистые известняки и мергели (10-100, условно 50). 0.7-0.9 среднее тече-ние р. Ниж. Тунгуски
11 3 суханская, чопкотин-ская свиты Глиптагностидовая толща. Известняки, мергели, аргиллиты, горючие сланцы (500-800). 0.3-0.5 до 10-17 Суханский, Кютюнгдин-ский прогибы
10 1l — €2am куонамская свита и ее аналоги аргиллиты, мергели, известняки, доломиты, горючие (черные) сланцы. Региональный максимум накопления РОВ (40-50 (300-600)) 0.1- 2-5 13.2-28.4 Юдомо-Оленекская фациальная зона
9 (V) — €1a платонов-ская свита и ее аналоги глинисто-карбонатные отложения (200-500). 0.1-0.3 (до 0.5) регионально распростра-нена
8 V мотская (ниж. п/св.) хатыспыт-ская свита и их аналоги аргиллиты, мергели, известняки, доломиты, сланцы (30-50 – 300). 0.15-0.3 1 — 2 центральная, южная и севе-ро-восточная части платформы
7 R3 — древнее 700-800 млн.лет? ушаковская свита и ее аналоги аргиллиты, алевролиты, песчаники, карбонаты (~500).     В ушаковско-мотских аргиллитах 0.5 (0.07-3.6)   до 3.5 юго-восток платформы (Ангаро-Ленская НГО)
6 R3 речкинская, дашкинская свиты, их аналоги   глинистые известняки и доломиты (100-1000).   0.1 — 0.5 Туруханский район . воз-можны анна-логи на юге Иркутской области
5 R3 мироеди-хинская свита и ее аналоги сероцветные аргиллиты (20-30). ~ 0.2 Туруханский район (распространена локально)
4 R2 нижнетун-гусская (буровая) свита и ее аналоги известняки, доломиты, мергели, аргиллиты (до 1000).   0.5 — (4) Туруханский район (распростра-нена локально)
3 R2 деревнин-ская свита пачки черных и темно-серых аргиллитов (~ до 20). 0.5 — 2 Туруханский район
2 R2 стрельно-горская свита и ее аналоги аргиллиты, алевролиты, песчаники (700-1000?).. ~ 0.2 северо-запад платформы – Туруханский район
1 R1 -абс. 1480 млн. лет? усть-ильинские слои аргиллиты, алевролиты мелко-тонкозернистые (алевро-аргилли-ты), доломиты (60). 0.6-0.7 max 6-7 запад и северо-запад Анабарской антеклизы

 

В рифее и венде наибольшие концентрации Снк в породах тяготеют к южной половине платформы . в раннем-среднем палеозое, напротив, максимумы РОВ перемещаются на север и северо-запад (Норильский район) платформы. Для ленско-амгинского уровня раннего-среднего кембрия (куонамская свита — куонамский горизонт) максимальная концентрация Снк характерна для Юдомо-Оленекской зоны на востоке Сибирской платформы. В куонамской свите и ее аналогах (инниканская свита и др.) наблюдается региональный максимум накопления РОВ. Наиболее ярки и однородны плотности масс Снк ленско-амгинского уровня – почти на всей территории платформы картируются плотности от 1 до 5 млн.т/км2.

Собственно куонамский горизонт (свита) развит на северо-востоке Сибирской платформы, охватывая большую часть Анабарской антеклизы и сопредельные ей территории (инниканская свита развита на площади Алданской антеклизы вплоть до рифогенной «пустой» зоны – Анабаро-Синского фациального района.

Многие геологи-нефтяники считают куонамский горизонт основной нефтегазоматеринской свитой доманикового типа. Содержание Сорг в горючих (черных) сланцах горизонта колеблется в пределах 13.2–28.4%. В этих сланцах (бассейн р. Мал. Куонамка) наблюдались битумопроявления в виде темно-бурых пленок и примазок на поверхностях листоватых отдельностей. Консистенция битумов, отнесенных к классу асфальтов, от густой вязкой до твердой.

    Порода нефтегазоматеринская – осадочная порода, содержащая ОВ, которое способно при вступлении в главную зону нефтеобразования (ГЗН – Т0С от 50-60 до 150-170) генерировать нефть: 1) потенциально нефтематеринская, т.е. еще не реализовавшая свой потенциал нефтегенерации . 2) нефтепроизводящая или нефтепроизводившая, еще не исчерпавшая свой потенциал . 3) бывшая нефтематеринская, уже утратившая способность генерировать нефть. Одним из главных диагностических признаков I стадии развития пород нефтематеринских является присутствие в ней битумоидов паравтохтонных, а II и III стадий – битумоидов остаточных.

 

Во ВНИГРИ, СНИИГГиМС, ВНИИОкеангеология (НИИГА), НПО «Севморгео» исследовались процессы преобразования ОВ, первичной миграции УВ, оценивался нефтегазоматеринский потенциал куонамской свиты, а также рассматривалась ее металлогеническая специализация.

      В настоящее время достаточно хорошо известно, что многие сапропелевые углеродистые или так называемые черносланцевые формации в той или иной мере обогащены редкими и рассеянными элементами: Mo, U, Se, Cd, Bi, V, Ag, Аи, Cr и многими другими. Ряд этих элементов создают концентрации на порядок-два выше кларковых и, поэтому, могут быть вовлечены в разработку в промышленных масштабах. Основные металлосодержащие породы — сапропелитовые аргиллиты (или горючие сланцы) — сами по себе являются ценным топливом и используются как для непосредственного сжигания, так и для получения газообразных и жидких продуктов при термической переработке . кроме того, широко применяются как химическое сырье. Таким образом, отдельные типы пород черносланцевых формаций, в частности, «куонамская битуминозная карбонатно — сланцевая формация», могут рассматриваться как комплексное металлоорганическое полезное ископаемое.

Горючие сланцы обычно залегают в виде горизонтальных пластов, среди которых развиты прослои керогена. В керне, взятом из типичного пласта, породы варьируют от массивных и толстоплитчатых до тонкослоистых. Содержание керогена («извлекаемые запасы») обычно определяется в пробе Фишера: 100 г породы из каждого фута керна нагревают с известной скоростью в закрытом сосуде. Содержание керогена в породе обычно выражают в галлонах/тонну. К ретортированию горючие сланцы подготавливают взрывным методом. В результате в горных выработках образуется сильно проницаемая обломочная (осколочная) масса. Синтетическое жидкое топливо (СЖТ) получают из этой массы её ретортированием in situ или на земной поверхности.

Представленная информация была полезной?
ДА
58.67%
НЕТ
41.33%
Проголосовало: 963

      Горючие сланцы обычно формируются в озерных или морских условиях, кероген образуется, в основном, из водорослей и водных организмов. Высокачественные горючие сланцы содержат15-20% (вес.) керогена, остающаяся часть породы состоит из минерального вещества, обычно сложного минералогического и химического состава. Некоторые горючие сланцы содержат и другие органические вещества, такие, как битумы и гумус, проиходящий из наземных растений, что зависит от условий наопления сланцев, близости к суше, а также пережитой породой термической истории.

      Горючие сланцы являются низкокачественным энергетическим сырьем по сравнению с другими ископаемыми топливами. Однако оцененные ресурсы горючих сланцев по крайней мере в 14 раз превосходят извлекаемые запасы традиционной нефти. Ресурсы горючих сланцев эквивалентны, по крайней мере, 318 млрд. м3 сланцевого масла или смолы.И эта величина может увеличиться по мере сбора новых данных о малоизученных горючих сланцах.

     Относительно низкая калорийность горючих сланцев обязана разбавлению керогена большой массой минерального вещества. Количество этого минерального вещества оказывает большое влияние на применение горных методов разработки, процессы переработки и проблему размещения отходов. Не в пример сырой нефти, которая сразу транспортируется на нефтеперерабатывающий завод, или углю, который только дробится, прсеивается и возможно промыватся перед сжиганием, горючие сланцы требуют значительного ручного труда для сортировки сырья, ретортирования и обогащения до того, как они подвергнутся рафинированию. Большое внимание следует уделять экологическим проблемам в связи с вырабатываемым большим количеством отходов.

     Вредное воздействие на окружающую среду при добыче горючих сланцев и производстве сланцевого масла включает 1) выделение газо- и особенно дымовых газов из реторт, возвышающихся над земной поверхностью. 2) пыль как результат крупномасштабных разработок в открытых карьерах, 3) загрязнение наземных и грунтовых вод растворимыми органическими и неорганическими веществами, выделяющимися из отвалов горючих сланцев, 4) отвалы отработанных пород. Некоторые органические составляющие горючих сланцев канцерогенны. Они встречаются как в сланцевом масле. Так и в органических отходах производства. Пока мало известно об их содержании в сланцах и в сланцевом масле и уровне их токсического воздействия на человека, домашний скот, живую природу. Потенциально токсичными элементами являются F, S, As, B, Mo, Hg, Li. Началось геохимическое изучение некоторых из этих потенциально вредных элементов, чтобы понять и предсказать их поведение и количество в горючих сланцах, а такжеих способность к выщелачиванию и концентрации в ретортированном сланце.

    Тем не менее, огромное количество сланцевого масла, которое потенциально может быть извлечено из горючих сланцев, вероятно, гарантирует их возможное включение в национальный энергетический баланс. Будущее горючих сланцев как энергетического ресурса может гарантироваться продолжающимися исследованиями геологического, минералогического и химического характера как основы для уточнения их запасов и улучшения техники добычи.

 

Горючие сланцы – они же нефтеносные, известны во многих регионах России и, прежде всего, на северо-западе и западе нашей страны.

Ресурсы горючих сланцев республики Коми размещены в Тимано-Печорскоми Вычегодском бассейнах.

Тимано-Печорский сланцевый бассейн — выявлены Нарьян-Марский и наиболее изученные Ижемский (Айювинское месторождение) и Ухтинский (cланценосные толщи приурочены в основном к доманиковым слоям). Ресурсы сланцевой смолы в бассейне превышают 0,3 млрд. т.

Вычегодский сланцевыйбассейн включает Сысольский и Яренгский сланценосные районы. Ресурсы сланцевой смолы в бассейне составляют 4,59 млрд. т. Смола содержит порядка 5% серы и 1% азота, что необходимо учесть при ее переработке.

     На территории Иркутского угленосного бассейна известно более 10 сланцепроявлений и месторождений (Черемховское, Хахарейское и др.), наиболее изучены Алюйское, Будаговское. Запасы горючих сланцев при средней мощности пласта 1,81 м и среднем выходе смолы 12,15% на 01.01.1964 по категориям А+В+С определены в 90457 тыс. т. Забалансовые запасы – 10 205 тыс. т.

      В Башкирском сланценосном районе открыты Ашинское и Лемезинское месторождения.

В карьере Ашинского металлургического комбината вскрыто 11 пластов горючих сланцев сложного строения с прослоями известняков и кремня. Наиболее простые, 5-й и 7-й пласты имеют мощность, соответственно, до 3,25 и до 1,7 м. В пласте 7 мощность пачек горючих сланцев 1,53 м. Эти пласты эксплуатировались с ручным обогащением. На площади 0,58 км2 Лемезинского месторождения запасы энергетического горючего сланца с теплотой сгорания 4,47 МДж/кг 10680,8 тыс. т. Запасы неэнергетических горючих сланцев составляют: по категории В 16170 тыс. т, по категории С1 15860 тыс. т. Кроме того, по категории С2 — 32 млн. т.

      В недрах Кемеровской области разведано Барзасское (Дмитриевское) месторождение. Сланценосные отложения достигают мощности более 100 м и включают 7 пластов горючих сланцев мощностью от 2 до 17 м. Условия разработки месторождения благоприятные, значительная часть запасов может быть отработана карьерами и штольнями. Разведанные запасы составляют 132 млн. т.

     Волжский сланценосный бассейн ресурсы смолы оцениваются в 2805,5 млн. т. На территории бассейна выделены Кировская (Синегорское и Воронье-Волосковское месторождения), Мантуровская (Мантуровское, Ледино-Афанасьевское, Голиковское, Макаровское-1, Угорское месторождения), Мордовская, Свияжско-Сурская, Ульяновская, Сызранская (Кашпирское месторождение), Обшесыртовская ( Общесыртовское, Макаровское. Озинское, Перелюбское, Поисковое, Савельевское, Чаганское месторождения)            группы месторождений горючих сланцев. Ресурсы смолы месторождений южного Урала составляют 2,8 млн. т.

В Забайкалье выявлен ряд   сланценосных месторождений: Джидинское, Тарбагатайское и Гусиноозерское.            Ресурсы смолы Иркутской области и Забайкалья составляют 60,5 млн. т.

                На территории республики Саха (Якутия) расположены уникальные Оленекский и Синско-Майский сланцевые бассейны.

На большей части Оленёкского бассейна горючие сланцы могут быть отработаны открытым способом. Для оценки перспектив бассейна необходимо провести целенаправленные геологоразведочные работы. Ресурсы смолы в Оленекском бассейне составляют 19 000 млн. т.

Горючие сланцы Синско-Майского бассейна имеют низкое качество. Для оценки перспектив бассейна необходимо провести разведочные работы на перспективных участках (басс. р. Мая, Юдома, Иникан, Синяя, Буотома), где имеются обнажения горючих сланцев и уже проводилось бурение. Ресурсы смолы в Синско-Майском бассейне составляют 5 500 млн. т.

Прибалтийский сланцевый бассейн расположен на территории Эстонии (Эстонское месторождение) и Ленинградской обл. (Ленинградское месторождение). Ресурсы смолы Ленинградского месторождения составляют 138,62 млн. т.

На северо-восточном фланге Ленинградского месторождения расположено так называемое Веймарнское месторождение, условия эксплуатации которого сложные, пласт невыдержан по площади, разобщен на три участка из-за развития карста, додевонского размыва пласта и ледниковой эрозии.

Запасы Чудово-Бабинского месторождения, расположенного в пределах Чудовского сланцевого р-на Прибалтийского бассейна оцениваются как забалансовые в 640 млн. т. (Панфилов А.Л., 1998-2006).

 

За рубежом наиболее крупные сланцевые бассейны и месторождения известны в США – Чаттануга, Фосфория (запасы сланцевой смолы соответственно 29 и 36 млрд.т), Грин-Ривер, Пайсенс-Крик, Юинта, Фоссил, Грейт-Дивайд (всего ок. 280 млрд.т) . Бразилии – формация Ирати – бассейны Сан-Габриел, Дон-Педриту,Сан-Матеус-ду-Сул (112 млрд.т) . КНР – Фушунь, Маомин, Бейань, Уцзянси, Хэбэй (25 млрд.т) (Панфилов А.Л., 2004)

 

Инвестиции в сланцевую промышленность, при получении из горючих сланцев высоколиквидных продуктов и возможности комплексного и безотходного использования горной массы, в перспективе могут оказаться весьма эффективными. Интерес к горючим сланцам в мире будет возрастать по мере сокращения запасов нефти и природного газа.

 

БОГХЕДЫ

     Богхеды относятся к нетрадиционным источникам углеводородного сырья. Кроме них нетрадиционными ресурсами нефти и газа являются горючие сланцы, природные битумы, угли в низкой стадии метаморфизма — бурые угли и весь спектр углеводородсодержащих сред (водорастворенные газы, газогидраты и другие).

     На углеводородные горючие полезные ископаемые приходится не только большая часть мирового топливно-энергетического баланса — эти виды минерального сырья являются и основой химической индустрии.

     Богхеды – ископаемые угли сапропелитового ряда преимущественно водорослевого происхождения. Обладают массивной однородной структурой, матовым блеском, вязкостью (отсутствием хрупкости), раковистым изломом. По химическому составу характеризуются высоким содержанием водорода (до 9-11%). При термическом разложении образуют в отличие от гумусовых каустобиолитов большое количество жидких продуктов.

     Богхед – уголь класса собственно сапропелитов. Характеризуется преобладанием водорослей различной степени сохранности и различной величины с незначительным участием гелифицированной основной массы . почти полным отсутствием оболочек спор, фрагментов кутикулы и гелифицированных и фюзенизированных микрокомпонентов, сохранивших структуру.

     По составу исходного органического вещества богхеды близки к нефтям и горючим сланцам. Характерно высокое (до 12%) содержание водорода, повышенный выход летучих и смолистых веществ. В золе присутствует до двадцати микроэлементов, в том числе, La, Ge, Zr, Nb, Ga, Li, Yt и другие.

      В России богхеды известны в Подмосковном и Иркутском бассейнах, Нордвикском, Зырянском районах и других месторождениях. На территории Сибирской платформы широко развиты угленосные отложения разного типа и возраста, объединяемые в основном в 6 крупных и крупнейших угольных бассейнов (УБ) – Тунгусский, Канско-Ачинский, Таймырский, Ленский, Южно-Якутский и Иркутский. Богхеды преимущественно распространены в Ленском, Южно-Якутском, Иркутском УБ.

    Особый интерес представляют богхеды, выявленные в 30-е годы прошлого столетия в Лено-Анабарском прогибе Приверхоянской краевой системы, окаймляющей с востока и севера Сибирскую платформу.

    В 1933 г-х в составе Лено-Хатангской экспедиции работали геологические отряды И.Г. Николаева и А.Н. Гусева, которые произвели разведку месторождения согинского бурого угля и булунского месторождения каменного угля, в том числе богхедов, которым тогда, как таковым, не придали определенного значения. Булунский улус – это прежде всего низовья реки Оленёк! В Оленекском районе открыты Таймылырское, Уку-Суруктахское, Чарчыкское и Турахское месторождения богхедов и углей, а также многочисленные единичные выходы углей и богхедов. Оленекский район – область развития меловых угленосных отложений в низовьях рек Оленека и Лены. Мощная меловая толща подразделяется на ленскую и оленекскую серии . в разрезе последней (400 — 1500 м) выделяются три угленосные свиты – лукумайская, укинская и чарчыкская.

     Наиболее угленасыщенной является укинская свита (50 — 450 м), возраст которой определяется ранним альбом. К укинской свите приурочены практически все известные залежи сапропелитовых углей данного района. Эти угли представлены типичными богхедами и полубогхедами, линзы и линзообразные тела которых обычно заключены внутри пластов гумусовых углей. С верхним угольным пластом укинской свиты связаны крупные линзы богхедов, имеющие практическое значение.


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.67%
НЕТ
41.33%
Проголосовало: 963

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет