NộI Dung
- Giới thiệu
- Tài nguyên có thể phục hồi
- Xác định cấp độ của đá phiến dầu
- Nguồn gốc của chất hữu cơ
- Sự trưởng thành nhiệt của vật chất hữu cơ
- Phân loại đá phiến dầu
- Đánh giá tài nguyên đá phiến
Dầu đá phiến là một loại đá có chứa một lượng đáng kể vật chất hữu cơ dưới dạng kerogen. Lên đến 1/3 đá có thể là vật liệu hữu cơ rắn. Hydrocarbon lỏng và khí có thể được chiết xuất từ đá phiến dầu, nhưng đá phải được nung nóng và / hoặc xử lý bằng dung môi. Điều này thường kém hiệu quả hơn nhiều so với việc khoan đá sẽ mang dầu hoặc khí trực tiếp vào giếng. Các quy trình được sử dụng để chiết xuất hydrocarbon cũng tạo ra khí thải và các sản phẩm thải gây ra những lo ngại đáng kể về môi trường.
Đá phiến dầu thường đáp ứng định nghĩa của "đá phiến" ở chỗ nó là "một loại đá nhiều lớp chứa ít nhất 67% khoáng sét", tuy nhiên, đôi khi nó chứa đủ các chất hữu cơ và khoáng chất cacbonat mà khoáng sét chiếm ít hơn 67% đá, hon đa, phiên đa.
Hoa Kỳ: Các khu vực được hình thành bởi Green River Formation ở Colorado, Utah, và Utah, Hoa Kỳ (sau Dyni, 2005) và các khu vực chính của đá phiến dầu Devonia có thể khai thác trên bề mặt ở miền đông Hoa Kỳ (sau Matthews và những người khác 1980). Thêm thông tin về đá phiến dầu Hoa Kỳ. Bản đồ phóng to.
Giới thiệu
Đá phiến dầu thường được định nghĩa là một loại đá trầm tích hạt mịn chứa chất hữu cơ mang lại một lượng đáng kể dầu và khí cháy khi chưng cất phá hủy. Hầu hết các chất hữu cơ không hòa tan trong dung môi hữu cơ thông thường; do đó, nó phải được phân hủy bằng cách nung nóng để giải phóng các vật liệu đó. Hiểu rõ hầu hết các định nghĩa về đá phiến dầu là tiềm năng của nó để phục hồi năng lượng kinh tế, bao gồm dầu đá phiến và khí cháy, cũng như một số sản phẩm phụ. Một mỏ đá phiến dầu có tiềm năng kinh tế nói chung là một mỏ gần hoặc đủ gần bề mặt để được phát triển bằng khai thác ngầm hoặc khai thác ngầm thông thường hoặc bằng phương pháp tại chỗ.
Đá phiến dầu có phạm vi rộng về hàm lượng hữu cơ và sản lượng dầu. Các loại đá phiến dầu thương mại, được xác định bởi sản lượng dầu đá phiến của chúng, dao động từ khoảng 100 đến 200 lít mỗi tấn (l / t) đá. Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ đã sử dụng giới hạn thấp hơn khoảng 40 l / t để phân loại các vùng đất đá phiến dầu của Liên bang. Những người khác đã đề xuất một giới hạn thấp tới 25 l / t.
Tiền gửi của đá phiến dầu có ở nhiều nơi trên thế giới. Các khoản tiền gửi này, từ Cambri đến tuổi Đệ tam, có thể xảy ra dưới dạng tích lũy nhỏ của ít hoặc không có giá trị kinh tế hoặc tiền gửi khổng lồ chiếm hàng ngàn km2 và đạt độ dày từ 700 m trở lên. Đá phiến dầu được lắng đọng trong nhiều môi trường lắng đọng, bao gồm nước ngọt đến hồ có độ mặn cao, lưu vực biển epicont contin và thềm ngầm, và trong đầm lầy ven biển và ven biển, thường liên quan đến trầm tích than.
Về hàm lượng khoáng chất và nguyên tố, đá phiến dầu khác với than theo nhiều cách khác nhau. Đá phiến dầu thường chứa lượng chất khoáng trơ lớn hơn nhiều (60-90%) so với than, được xác định là có chứa ít hơn 40% chất khoáng. Các chất hữu cơ của đá phiến dầu, là nguồn hydrocarbon lỏng và khí, thường có hàm lượng hydro cao hơn và oxy thấp hơn so với than non và than bitum.
Nhìn chung, tiền chất của chất hữu cơ trong đá phiến dầu và than cũng khác nhau. Phần lớn các chất hữu cơ trong đá phiến dầu có nguồn gốc tảo, nhưng cũng có thể bao gồm các phần còn lại của thực vật trên đất có mạch thường chứa nhiều chất hữu cơ trong than. Nguồn gốc của một số chất hữu cơ trong đá phiến dầu là tối nghĩa vì thiếu cấu trúc sinh học dễ nhận biết sẽ giúp xác định các sinh vật tiền thân. Các vật liệu này có thể có nguồn gốc vi khuẩn hoặc sản phẩm của sự suy thoái vi khuẩn của tảo hoặc các chất hữu cơ khác.
Thành phần khoáng chất của một số đá phiến dầu bao gồm các cacbonat bao gồm canxit, dolomit và siderit, với lượng aluminosilicat ít hơn. Đối với các đá phiến dầu khác, điều ngược lại là thật - silicat bao gồm thạch anh, fenspat và khoáng sét là chủ yếu và cacbonat là một thành phần nhỏ. Nhiều mỏ đá phiến dầu chứa một lượng nhỏ sunfua, nhưng có mặt khắp nơi, bao gồm pyrite và marcasite, chỉ ra rằng các trầm tích có thể tích tụ trong nước kỵ khí đến vùng nước anoxic ngăn chặn sự phá hủy chất hữu cơ bằng cách sinh vật và oxy hóa.
Mặc dù dầu đá phiến trong thị trường thế giới ngày nay (2004) không cạnh tranh được với dầu mỏ, khí đốt tự nhiên hoặc than đá, nó được sử dụng ở một số quốc gia có trữ lượng đá phiến dầu dễ khai thác nhưng thiếu các nguồn nhiên liệu hóa thạch khác. Một số mỏ đá phiến dầu chứa khoáng chất và kim loại làm tăng giá trị sản phẩm phụ như phèn, nahcolite (NaHCO3), dawsonite, lưu huỳnh, amoni sulfat, vanadi, kẽm, đồng và urani.
Giá trị gia nhiệt gộp của đá phiến dầu trên cơ sở trọng lượng khô dao động từ khoảng 500 đến 4.000 kilocalories mỗi kg (kcal / kg) đá. Đá phiến dầu kukersite cao cấp của Estonia, nơi cung cấp nhiên liệu cho một số nhà máy điện, có giá trị sưởi ấm khoảng 2.000 đến 2.200 kcal / kg. Để so sánh, giá trị gia nhiệt của than lignitic dao động từ 3.500 đến 4.600 kcal / kg trên cơ sở khô, không có khoáng chất (Hiệp hội Vật liệu thử nghiệm Hoa Kỳ, 1966).
Các sự kiện kiến tạo và núi lửa đã thay đổi một số trầm tích. Biến dạng cấu trúc có thể làm suy yếu việc khai thác mỏ đá phiến dầu, trong khi sự xâm nhập của đá lửa có thể làm suy giảm nhiệt các chất hữu cơ. Sự thay đổi nhiệt của loại này có thể bị hạn chế ở một phần nhỏ của khoản tiền gửi, hoặc nó có thể lan rộng khiến hầu hết các khoản tiền gửi không phù hợp để thu hồi dầu đá phiến.
Mục đích của báo cáo này là (1) thảo luận về địa chất và tóm tắt các nguồn tài nguyên của các mỏ đá phiến dầu được lựa chọn trong các môi trường địa chất khác nhau từ các khu vực khác nhau trên thế giới và (2) trình bày thông tin mới về các khoản tiền gửi được chọn phát triển từ năm 1990 (Russell, 1990 ).
Nước Úc: Tiền gửi đá phiến dầu ở Úc (các địa điểm sau Crisp và những nơi khác, 1987; và, Cook và Sherwood 1989). Thêm thông tin về đá phiến dầu Úc. Bản đồ phóng to.
Tài nguyên có thể phục hồi
Sự phát triển thương mại của một mỏ đá phiến dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các thiết lập địa chất và các đặc tính vật lý và hóa học của tài nguyên có tầm quan trọng hàng đầu. Đường bộ, đường sắt, đường dây điện, nước và lao động có sẵn là một trong những yếu tố được xem xét trong việc xác định khả năng tồn tại của hoạt động khai thác dầu đá phiến. Các vùng đất đá phiến dầu có thể được khai thác có thể được ưu tiên sử dụng đất hiện tại như trung tâm dân cư, công viên và nơi trú ẩn động vật hoang dã. Phát triển các công nghệ khai thác và xử lý tại chỗ mới có thể cho phép hoạt động khai thác dầu ở các khu vực bị hạn chế trước đây mà không gây thiệt hại cho bề mặt hoặc gây ra vấn đề ô nhiễm không khí và nước.
Sự sẵn có và giá của xăng dầu cuối cùng ảnh hưởng đến khả năng tồn tại của ngành công nghiệp đá phiến dầu quy mô lớn. Ngày nay, rất ít, nếu bất kỳ khoản tiền gửi nào có thể được khai thác và xử lý kinh tế đối với dầu đá phiến cạnh tranh với dầu mỏ. Tuy nhiên, một số quốc gia có tài nguyên đá phiến dầu, nhưng thiếu trữ lượng dầu mỏ, thấy hợp lý khi vận hành một ngành công nghiệp đá phiến dầu. Khi nguồn cung xăng dầu giảm trong những năm tới và chi phí cho xăng dầu tăng, việc sử dụng đá phiến dầu để sản xuất năng lượng điện, nhiên liệu vận chuyển, hóa dầu và các sản phẩm công nghiệp khác dường như có khả năng cao hơn.
Brazil: Tiền gửi đá phiến dầu ở Brazil (địa điểm sau Padula, 1969). Thêm thông tin về đá phiến dầu Brazil. Bản đồ phóng to.
Canada: Tiền gửi đá phiến dầu ở Canada (địa điểm sau Macauley, 1981). Thêm thông tin về đá phiến dầu Canada. Bản đồ phóng to.
Xác định cấp độ của đá phiến dầu
Loại đá phiến dầu đã được xác định bằng nhiều phương pháp khác nhau với kết quả được thể hiện bằng nhiều đơn vị khác nhau. Giá trị gia nhiệt của đá phiến dầu có thể được xác định bằng cách sử dụng nhiệt lượng kế. Các giá trị thu được bằng phương pháp này được báo cáo bằng tiếng Anh hoặc đơn vị hệ mét, chẳng hạn như đơn vị nhiệt Anh (Btu) cho mỗi pound đá phiến dầu, calo mỗi gram (cal / gm) đá, kilocalories mỗi kg (kcal / kg) đá, megajoules mỗi kg (MJ / kg) đá và các đơn vị khác. Giá trị sưởi ấm rất hữu ích để xác định chất lượng của đá phiến dầu được đốt trực tiếp trong nhà máy điện để sản xuất điện. Mặc dù giá trị gia nhiệt của đá phiến dầu nhất định là một tính chất hữu ích và cơ bản của đá, nhưng nó không cung cấp thông tin về lượng dầu đá phiến hoặc khí cháy sẽ được tạo ra bằng cách vặn lại (chưng cất phá hủy).
Cấp độ của đá phiến dầu có thể được xác định bằng cách đo sản lượng dầu của mẫu đá phiến trong một vặn lại trong phòng thí nghiệm. Đây có lẽ là loại phân tích phổ biến nhất hiện đang được sử dụng để đánh giá tài nguyên đá phiến dầu. Phương pháp thường được sử dụng ở Hoa Kỳ được gọi là "xét nghiệm Fischer đã được sửa đổi", lần đầu tiên được phát triển ở Đức, sau đó được Cục Mỏ Hoa Kỳ điều chỉnh để phân tích đá phiến dầu của Green River Formation ở miền tây Hoa Kỳ (Stanfield và Frost, 1949 ). Kỹ thuật này sau đó đã được tiêu chuẩn hóa thành Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ D-3904-80 (1984). Một số phòng thí nghiệm đã sửa đổi thêm phương pháp khảo nghiệm Fischer để đánh giá tốt hơn các loại đá phiến dầu khác nhau và các phương pháp chế biến đá phiến dầu khác nhau.
Phương pháp xét nghiệm Fischer được tiêu chuẩn hóa bao gồm làm nóng màn hình 100 gram được nghiền thành lưới -8 (lưới 2,38 mm) trong một vặn nhôm nhỏ đến 500 CC ở tốc độ 12 CC mỗi phút và giữ ở nhiệt độ đó trong 40 phút. Hơi nước cất của dầu, khí và nước được đưa qua thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước đá vào ống ly tâm chia độ. Dầu và nước sau đó được tách ra bằng cách ly tâm. Các đại lượng được báo cáo là tỷ lệ phần trăm trọng lượng của dầu đá phiến (và trọng lượng riêng của nó), nước, dư lượng đá phiến và "mất khí cộng với chênh lệch".
Phương pháp khảo nghiệm Fischer không xác định tổng năng lượng có sẵn trong đá phiến dầu. Khi đá phiến dầu bị vặn lại, chất hữu cơ sẽ phân hủy thành dầu, khí và phần còn lại của than carbon còn lại trong đá phiến bị vặn lại. Lượng khí riêng lẻ - chủ yếu là hydrocarbon, hydro và carbon dioxide - thường không được xác định nhưng được báo cáo chung là "mất khí cộng", chênh lệch 100% trọng lượng trừ đi tổng trọng lượng của dầu, nước và dành đá phiến. Một số đá phiến dầu có thể có tiềm năng năng lượng lớn hơn so với báo cáo của phương pháp khảo nghiệm Fischer tùy thuộc vào các thành phần của "tổn thất khí cộng".
Phương pháp khảo nghiệm Fischer cũng không nhất thiết chỉ ra lượng dầu tối đa có thể được tạo ra bởi một đá phiến dầu nhất định. Các phương pháp vặn lại khác, như quy trình Tosco II, được biết là mang lại vượt quá 100 phần trăm sản lượng được báo cáo bởi xét nghiệm Fischer. Trên thực tế, các phương pháp vặn lại đặc biệt, như quy trình Hytort, có thể làm tăng sản lượng dầu của một số đá phiến dầu nhiều gấp ba đến bốn lần năng suất thu được từ phương pháp khảo nghiệm Fischer (Schora và những người khác, 1983; Dyni và những người khác, 1990 ). Tốt nhất, phương pháp khảo nghiệm Fischer chỉ xấp xỉ tiềm năng năng lượng của một mỏ đá phiến dầu.
Các kỹ thuật mới hơn để đánh giá tài nguyên đá phiến dầu bao gồm phương pháp khảo nghiệm Rock-Eval và "cân bằng vật chất". Cả hai đều cung cấp thông tin đầy đủ hơn về loại đá phiến dầu, nhưng không được sử dụng rộng rãi. Xét nghiệm Fischer đã sửa đổi, hoặc các biến thể gần gũi của chúng, vẫn là nguồn thông tin chính cho hầu hết các khoản tiền gửi.
Sẽ rất hữu ích khi phát triển một phương pháp khảo nghiệm đơn giản và đáng tin cậy để xác định tiềm năng năng lượng của đá phiến dầu bao gồm tổng năng lượng nhiệt và lượng dầu, nước, khí dễ cháy bao gồm hydro và than trong cặn mẫu.
Estonia và Thụy Điển: Vị trí của các mỏ kukersite ở phía bắc Estonia và Nga (các địa điểm sau Kattai và Lokk, 1998; và Bauert, 1994). Ngoài ra, các khu vực của Alum Shale ở Thụy Điển (các địa điểm sau Andersson và những nơi khác, 1985). Thêm thông tin về đá phiến dầu Estonia và Thụy Điển. Bản đồ phóng to.
Nguồn gốc của chất hữu cơ
Các chất hữu cơ trong đá phiến dầu bao gồm phần còn lại của tảo, bào tử, phấn hoa, lớp biểu bì thực vật và các mảnh vỏ của cây thân thảo và cây thân gỗ, và các tế bào khác của lacustrine, biển và thực vật trên cạn. Những vật liệu này bao gồm chủ yếu là carbon, hydro, oxy, nitơ và lưu huỳnh. Một số chất hữu cơ giữ lại đủ cấu trúc sinh học để các loại cụ thể có thể được xác định là chi và thậm chí cả loài. Trong một số đá phiến dầu, chất hữu cơ không có cấu trúc và được mô tả tốt nhất là vô định hình (bituminite). Nguồn gốc của vật liệu vô định hình này không được biết rõ, nhưng nó có khả năng là một hỗn hợp của tảo hoặc vi khuẩn bị thoái hóa. Một lượng nhỏ nhựa thực vật và sáp cũng góp phần vào chất hữu cơ. Vỏ hóa thạch và các mảnh xương bao gồm các khoáng chất photphat và cacbonat, mặc dù có nguồn gốc hữu cơ, được loại trừ khỏi định nghĩa về chất hữu cơ được sử dụng ở đây và được coi là một phần của ma trận khoáng của đá phiến dầu.
Hầu hết các chất hữu cơ trong đá phiến dầu có nguồn gốc từ các loại tảo biển và lacustrine khác nhau. Nó cũng có thể bao gồm các hỗn hợp khác nhau của các dạng mảnh vụn sinh học cao hơn phụ thuộc vào môi trường lắng đọng và vị trí địa lý. Phần còn lại của vi khuẩn có thể quan trọng về mặt thể tích trong nhiều đá phiến dầu, nhưng chúng rất khó xác định.
Hầu hết các chất hữu cơ trong đá phiến dầu không hòa tan trong dung môi hữu cơ thông thường, trong khi một số là bitum hòa tan trong một số dung môi hữu cơ. Các hydrocacbon rắn, bao gồm gilsonite, wurtzilite, grahamite, ozokerite và albertite, có mặt dưới dạng tĩnh mạch hoặc vỏ trong một số đá phiến dầu. Những hydrocacbon này có một số đặc điểm hóa học và vật lý khác nhau, và một số đã được khai thác thương mại.
Israel và Jordan: Tiền gửi đá phiến dầu ở Israel (địa điểm sau Minster, 1994). Ngoài ra, tiền gửi đá phiến dầu ở Jordan (địa điểm sau Jaber và những người khác, 1997; và, Hamarneh, 1998). Thêm thông tin về đá phiến dầu Israel và Jordan. Bản đồ phóng to.
Sự trưởng thành nhiệt của vật chất hữu cơ
Sự trưởng thành nhiệt của đá phiến dầu liên quan đến mức độ mà chất hữu cơ đã bị thay đổi khi đun nóng địa nhiệt. Nếu đá phiến dầu được nung nóng đến nhiệt độ đủ cao, như trường hợp đá phiến dầu bị chôn sâu, chất hữu cơ có thể bị phân hủy nhiệt để tạo thành dầu và khí. Trong hoàn cảnh như vậy, đá phiến dầu có thể là đá nguồn cho dầu mỏ và khí đốt tự nhiên.Ví dụ, đá phiến dầu Green River được coi là nguồn dầu trong mỏ Red Wash ở phía đông bắc Utah. Mặt khác, các mỏ đá phiến dầu có tiềm năng kinh tế đối với sản lượng dầu đá phiến của chúng là chưa trưởng thành về mặt địa lý và không bị nung nóng quá mức. Các khoản tiền gửi này thường đủ gần bề mặt để khai thác bằng phương pháp khai thác lộ thiên, khai thác ngầm hoặc bằng phương pháp tại chỗ.
Mức độ trưởng thành nhiệt của đá phiến dầu có thể được xác định trong phòng thí nghiệm bằng nhiều phương pháp. Một kỹ thuật là quan sát sự thay đổi màu sắc của chất hữu cơ trong các mẫu được thu thập từ các độ sâu khác nhau trong lỗ khoan. Giả sử rằng các chất hữu cơ chịu nhiệt địa nhiệt là một hàm của độ sâu, màu sắc của một số loại chất hữu cơ thay đổi từ màu nhạt hơn sang màu tối hơn. Những khác biệt màu sắc có thể được ghi nhận bởi một nhà khắc họa và đo bằng các kỹ thuật trắc quang.
Sự trưởng thành địa nhiệt của chất hữu cơ trong đá phiến dầu cũng được xác định bởi độ phản xạ của vitrinite (một thành phần phổ biến của than có nguồn gốc từ thực vật đất có mạch), nếu có trong đá. Phản xạ Vitrinite thường được sử dụng bởi các nhà thám hiểm dầu khí để xác định mức độ thay đổi địa nhiệt của đá nguồn dầu mỏ trong lưu vực trầm tích. Một thang đo phản xạ vitrinite đã được phát triển cho biết khi nào chất hữu cơ trong đá trầm tích đã đạt đến nhiệt độ đủ cao để tạo ra dầu và khí. Tuy nhiên, phương pháp này có thể gây ra một vấn đề liên quan đến đá phiến dầu, bởi vì độ phản xạ của vitrinite có thể bị suy giảm do sự hiện diện của chất hữu cơ giàu lipid.
Vitrinite có thể khó nhận ra trong đá phiến dầu vì nó giống với vật liệu hữu cơ khác có nguồn gốc tảo và có thể không có phản ứng phản xạ giống như vitrinite, do đó dẫn đến kết luận sai lầm. Vì lý do này, có thể cần phải đo độ phản xạ vitrinite từ các đá mang vitrinite tương đương về sau mà thiếu vật liệu tảo.
Ở những khu vực mà các tảng đá đã bị uốn cong và đứt gãy phức tạp hoặc đã bị xâm nhập bởi đá lửa, sự trưởng thành địa nhiệt của đá phiến dầu nên được đánh giá để xác định chính xác tiềm năng kinh tế của trầm tích.
Ma-rốc: Các mỏ đá phiến dầu ở Morocco (các địa điểm sau Bouchta, 1984). Thêm thông tin về đá phiến dầu Morocco. Bản đồ phóng to.
Phân loại đá phiến dầu
Đá phiến dầu đã nhận được nhiều tên khác nhau trong những năm qua, như than đá, than boghead, đá phiến alum, stellarite, albertite, đá phiến dầu hỏa, bituminite, than khí, than tảo, wollongite, đá phiến bitumineux, đá vôi Một số tên này vẫn được sử dụng cho một số loại đá phiến dầu. Tuy nhiên, gần đây, những nỗ lực đã được thực hiện để phân loại một cách có hệ thống nhiều loại đá phiến dầu khác nhau trên cơ sở môi trường lắng đọng của trầm tích, đặc tính thạch học của chất hữu cơ và các sinh vật tiền thân từ đó phát sinh ra chất hữu cơ.
Một phân loại hữu ích của đá phiến dầu được phát triển bởi A.C. Hutton (1987, 1988, 1991), người tiên phong sử dụng kính hiển vi huỳnh quang màu xanh / tia cực tím trong nghiên cứu về trầm tích dầu đá phiến của Úc. Thích ứng các thuật ngữ thạch học từ thuật ngữ than, Hutton đã phát triển một phân loại đá phiến dầu chủ yếu dựa trên nguồn gốc của chất hữu cơ. Phân loại của ông đã được chứng minh là hữu ích cho việc tương quan các loại chất hữu cơ khác nhau trong đá phiến dầu với hóa học của hydrocarbon có nguồn gốc từ đá phiến dầu.
Hutton (1991) đã hình dung đá phiến dầu là một trong ba nhóm đá trầm tích giàu hữu cơ: (1) than humic và đá phiến carbon, (2) đá tẩm bitum và (3) đá phiến dầu. Sau đó, ông chia đá phiến dầu thành ba nhóm dựa trên môi trường lắng đọng của chúng - trên cạn, lacustrine và biển.
Các phiến dầu trên cạn bao gồm những chất bao gồm các chất hữu cơ giàu lipid như bào tử nhựa, biểu bì sáp và mô rễ của rễ, và thân của các thực vật trên cạn có mạch thường thấy trong đầm lầy và than bùn. Đá phiến dầu Lacustrine bao gồm các chất hữu cơ giàu lipid có nguồn gốc từ tảo sống ở nước ngọt, nước lợ hoặc nước mặn. Đá phiến dầu biển bao gồm các chất hữu cơ giàu lipid có nguồn gốc từ tảo biển, acritarch (sinh vật đơn bào có nguồn gốc nghi vấn) và dinoflagellate biển.
Một số thành phần thạch học quan trọng về mặt định lượng của chất hữu cơ trong đá phiến dầu - telalginite, lamalginite và bituminite - được điều chỉnh từ thạch học than. Telalginite là chất hữu cơ có nguồn gốc từ tảo đơn bào lớn hoặc có thành dày, được đánh dấu bằng các chi như Botryococcus. Lamalginite bao gồm tảo thuộc địa có vách mỏng hoặc đơn bào xuất hiện dưới dạng laminae với rất ít hoặc không có cấu trúc sinh học dễ nhận biết. Telalginite và lamalginite phát huỳnh quang rực rỡ trong sắc thái của màu vàng dưới ánh sáng xanh / tia cực tím.
Bituminite, mặt khác, phần lớn là vô định hình, thiếu cấu trúc sinh học dễ nhận biết và huỳnh quang yếu dưới ánh sáng xanh. Nó thường xảy ra như một loại đất hữu cơ với chất khoáng hạt mịn. Vật liệu này không được đặc trưng hoàn toàn về thành phần hoặc nguồn gốc của nó, nhưng nó thường là một thành phần quan trọng của đá phiến dầu biển. Các vật liệu coaly bao gồm vitrinite và trơ là rất hiếm đối với các thành phần phong phú của đá phiến dầu; cả hai đều có nguồn gốc từ vật chất humic của thực vật trên đất liền và có độ phản xạ trung bình và cao, tương ứng, dưới kính hiển vi.
Trong nhóm ba lớp đá phiến dầu (trên cạn, lacustrine và biển), Hutton (1991) đã nhận ra sáu loại đá phiến dầu cụ thể: than đá, lam cùng, marinite, torbanite, tasmanite và kukersite. Tiền gửi phong phú nhất và lớn nhất là marinites và lamosite.
Than cannel có đá phiến dầu màu nâu đến đen bao gồm các loại nhựa, bào tử, sáp, và các vật liệu dễ thương và có nguồn gốc từ thực vật có mạch trên mặt đất cùng với lượng vitrinite và vô tính khác nhau. Than cannel bắt nguồn từ các ao thiếu oxy hoặc hồ cạn trong đầm lầy hình thành than bùn (Stach và những người khác, 1975, trang 236-237).
Lam cùng là đá phiến dầu có màu nhạt và nâu xám và xám đen đến đen, trong đó thành phần hữu cơ chính là lamalginite có nguồn gốc từ tảo phù du lacustrine. Các thành phần nhỏ khác trong lam cùng bao gồm vitrinite, quán tính, telalginite và bitum. Các mỏ đá phiến dầu ở sông Green ở miền tây Hoa Kỳ và một số mỏ trầm tích Đệ tam ở phía đông Queensland, Úc, là các đá phiến.
Marinite là đá phiến dầu màu xám đến xám đen có nguồn gốc biển, trong đó thành phần hữu cơ chính là lamalginite và bituminite có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật phù du biển. Marinite cũng có thể chứa một lượng nhỏ bitum, telalginite và vitrinite. Marinites thường được lắng đọng trong các vùng biển epeiric như trên các thềm biển nông rộng hoặc biển nội địa, nơi tác động của sóng bị hạn chế và dòng chảy là tối thiểu. Các phiến đá dầu Devonia-Mississippi của miền đông Hoa Kỳ là những người hàng hải điển hình. Các khoản tiền gửi như vậy thường phổ biến rộng khắp hàng trăm đến hàng ngàn km2, nhưng chúng tương đối mỏng, thường dưới 100 m.
Torbanite, tasmanite và kukersite có liên quan đến các loại tảo cụ thể mà từ đó các chất hữu cơ có nguồn gốc; các tên được dựa trên các đặc điểm địa lý địa phương. Torbanite, được đặt tên theo Torbane Hill ở Scotland, là một loại đá phiến dầu đen có thành phần hữu cơ chủ yếu là telalginite có nguồn gốc chủ yếu từ Botryococcus giàu lipid và các dạng tảo liên quan được tìm thấy trong các hồ nước ngọt đến nước lợ. Nó cũng chứa một lượng nhỏ vitrinite và quán tính. Các khoản tiền gửi thường nhỏ, nhưng có thể rất cao cấp. Tasmanite, được đặt tên từ các mỏ đá phiến dầu ở Tasmania, là một loại đá phiến dầu màu nâu đến đen. Các chất hữu cơ bao gồm telalginite có nguồn gốc chủ yếu từ tảo tasmanitid đơn bào có nguồn gốc biển và lượng vitrinite, lamalginite và vô cơ ít hơn. Kukersite, lấy tên từ Kukruse Manor gần thị trấn Kohtla-Järve, Estonia, là một đá phiến dầu biển màu nâu nhạt. Thành phần hữu cơ chính của nó là telalginite có nguồn gốc từ tảo xanh, Gloeocapsomorpha prisca. Các mỏ đá phiến dầu của Estonia ở phía bắc Estonia dọc theo bờ biển phía nam của Vịnh Phần Lan và phần mở rộng phía đông của nó vào Nga, mỏ Leningrad, là kukersites.
Trung Quốc, Nga, Syria, Thái Lan và Thổ Nhĩ Kỳ: Các nước khác với đá phiến dầu. Thông tin thêm về đá phiến dầu Trung Quốc, Nga, Syria, Thái Lan và Thổ Nhĩ Kỳ.
Đánh giá tài nguyên đá phiến
Tương đối ít được biết về nhiều mỏ đá phiến dầu trên thế giới và nhiều công việc khoan và phân tích thăm dò cần phải được thực hiện. Những nỗ lực ban đầu để xác định tổng kích thước tài nguyên đá phiến thế giới dựa trên một số sự kiện, và ước tính cấp và số lượng của nhiều trong số các tài nguyên này là tốt nhất. Tình hình ngày nay không được cải thiện nhiều, mặc dù nhiều thông tin đã được công bố trong thập kỷ qua hoặc lâu hơn, đáng chú ý là tiền gửi ở Úc, Canada, Estonia, Israel và Hoa Kỳ.
Đánh giá tài nguyên đá phiến dầu trên thế giới đặc biệt khó khăn vì có nhiều đơn vị phân tích được báo cáo. Cấp độ của một khoản tiền gửi được thể hiện khác nhau bằng gallon đá phiến của Mỹ hoặc Imperial trên mỗi tấn (gpt) đá ngắn, lít dầu đá phiến trên mỗi tấn (l / t) đá, thùng, ngắn hoặc tấn dầu đá phiến, kilocalories trên mỗi kilogam (kcal / kg) đá phiến dầu, hoặc gigajoules (GJ) trên mỗi đơn vị trọng lượng của đá phiến dầu. Để mang lại sự đồng nhất trong đánh giá này, tài nguyên đá phiến trong báo cáo này được đưa ra trong cả tấn dầu đá phiến và trong các thùng dầu đá phiến tương đương của Mỹ và loại đá phiến dầu, được biết đến, được biểu thị bằng lít dầu đá phiến mỗi tấn (l / t) đá. Nếu kích thước của tài nguyên chỉ được biểu thị bằng đơn vị thể tích (thùng, lít, mét khối, v.v.), mật độ của dầu đá phiến phải được biết hoặc ước tính để chuyển đổi các giá trị này thành tấn mét. Hầu hết các đá phiến dầu sản xuất dầu đá phiến có mật độ dao động từ khoảng 0,85 đến 0,97 bằng phương pháp xét nghiệm Fischer đã được sửa đổi. Trong trường hợp mật độ của dầu đá phiến không xác định, giá trị 0,910 được giả sử để ước tính tài nguyên.
Sản phẩm phụ có thể tăng giá trị đáng kể cho một số mỏ đá phiến dầu. Uranium, vanadi, kẽm, alumina, phốt phát, khoáng chất natri cacbonat, ammonium sulfate và lưu huỳnh là một số sản phẩm phụ tiềm năng. Đá phiến đã qua sử dụng sau khi vặn lại được sử dụng để sản xuất xi măng, đáng chú ý là ở Đức và Trung Quốc. Năng lượng nhiệt thu được từ quá trình đốt cháy chất hữu cơ trong đá phiến dầu có thể được sử dụng trong quá trình sản xuất xi măng. Các sản phẩm khác có thể được làm từ đá phiến dầu bao gồm sợi carbon đặc biệt, cacbon hấp phụ, muội than, gạch, khối xây dựng và trang trí, phụ gia đất, phân bón, vật liệu cách nhiệt len đá và thủy tinh. Hầu hết các sử dụng này vẫn còn nhỏ hoặc trong giai đoạn thử nghiệm, nhưng tiềm năng kinh tế là lớn.
Việc thẩm định tài nguyên đá phiến dầu thế giới này còn lâu mới hoàn thành. Nhiều khoản tiền gửi không được xem xét vì dữ liệu hoặc ấn phẩm không có sẵn. Dữ liệu tài nguyên cho các khoản tiền gửi chôn sâu, chẳng hạn như một phần lớn của các mỏ đá phiến dầu Devonia ở miền đông Hoa Kỳ, bị bỏ qua, vì chúng không có khả năng được phát triển trong tương lai gần. Do đó, tổng số tài nguyên được báo cáo ở đây nên được coi là ước tính bảo thủ. Đánh giá này tập trung vào các mỏ đá phiến dầu lớn hơn đang được khai thác hoặc có tiềm năng phát triển tốt nhất vì kích thước và cấp độ của chúng.