A. 油頁岩綜合開發利用
油頁岩由於其特殊的組成和結構決定了它在能源、礦產、化工、醫葯、建築、農業和環保方面具有許多可供綜合利用的潛在前途。
一、在能源方面的利用
(一)低溫干餾提取頁岩油及頁岩油的精製加工
油頁岩通過低溫干餾可以製取頁岩油。油頁岩低溫干餾是在隔絕空氣的情況下加熱到450℃～600℃。頁岩油低溫干餾除了產生頁岩油外還有氣體汽油、氨、硫化氫、吡啶鹼和酚類等產物。頁岩油是油頁岩加熱時其有機質熱分解的產物，類似於天然石油，因此，天然石油的精製加工方法，一般都適用頁岩油。從油頁岩中提煉的頁岩油可以直接作為鍋爐或工業爐液體燃料使用，也可進一步對頁岩油經熱加工和氫精製工藝，獲取汽油、煤油、柴油、蠟和石油等產品。
(二)燃燒發熱發電
油頁岩由於含有機質，因此油頁岩作為燃料直接在燃燒室中燃燒而產生熱能是油頁岩能源利用的又一途徑，這一工藝由於省略了頁岩油中間轉換環節，而使其能源利用效率大幅度提高。但是從油頁岩中提取的頁岩油中C、H含量比天然石油少，而S、N、O含量比較多。因此，為了提高油頁岩的燃燒率，需要在燃燒時加入H，同時剔除大部分的N和S，避免在燃燒過程中產生硫的氧化物和氮的氧化物污染環境。
(三)氣化製取煤氣
油頁岩直接加氫氣法(又稱「IGT—A.G.A」法)，能直接生產合成天然氣或生產中餾分油，在中等氫壓力下取得較高的有機碳轉化率。目前還有一種地下氣化采礦提取頁岩油法。
二、在建材方面的利用
(一)油頁岩灰渣的利用
油頁岩灰分含量高於40%，成分十分復雜，主要成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO2，以及多種微量元素等。在油頁岩提煉頁岩油和油頁岩燃燒過程中會產生大量灰渣。過去一般都直接丟棄，佔地面積大，灰渣產生空氣污染，金屬元素和微量元素能滲入地表和地下水，造成嚴重的環境污染，危害人類的生產和生活。因此，充分合理的利用油頁岩灰渣，既能變廢為寶，具有重要的經濟意義，而且對於保護環境，實現開采無廢棄物化，能作出重大貢獻。
1. 生產水泥和優質煅燒高嶺土等建築材料
油頁岩低溫干餾後的頁岩灰可作為生料的一部分，用濕法生產普通硅酸鹽水泥。燃燒過的頁岩灰也可以作為人工火山灰質混合材料之一。還可省去黏土礦開采，從而降低水泥製造成本。另外，油頁岩灰渣加入水泥中，能夠改良水泥的性能。
對油頁岩灰渣採用強磁選、酸浸、氯化焙燒等提純作業，可有效地除去油頁岩尾渣中的Fe2O3、TiO2等顯色雜質礦物，製取優質煅燒高嶺土。
還可以利用油頁岩灰渣制磚，能夠改變傳統的黃土製磚模式，保護耕地，減少黃土製磚模式對環境和生態的破壞，並且性能比傳統的黃土磚優異。
油頁岩還可生產陶粒，這種陶粒具有輕質、高強、圓球形、級配好、耐高溫性。
2. 製取聚烯烴填充母粒
茂名油頁岩經過干餾後的廢渣和沸騰燃燒後的溢流灰經過處理，制備成充填母粒，填充到橡膠、塑料中，可改善製品的性能，降低產品成本，同時，也為油頁岩灰這種廢物找到了利用的途徑。
三、在農業方面的利用
(一)油頁岩氧化製取有機酸
油頁岩乾酪根含量高，國外一般先將油頁岩濃集得到乾酪根，再氧化乾酪根可以合成有機酸;由於我國油頁岩乾酪根與無機礦物組分結合緊密，用一般浮選法難以將乾酪根與無機礦物分離開來，並將乾酪根濃集起來，楊秋水等探索用直接氧化的工藝方案製取有機酸，並獲得較高收率。其中，水溶酸主要是二元酸，水不溶酸經處理可作為表面活性劑和植物助長劑。
(二)油頁岩加工製取肥料和改良劑
油頁岩中含有氮元素和酸性、鹼性氧化物，因此，可以被加工成肥料和用作土壤改良劑。匈牙利地質調查所廣泛研究的結果表明，應用藻類油頁岩和含藻類的斑脫岩成功地減少了土壤中的酸度、肥料的淋濾、硝酸和磷滲入土壤的數量。施入簡單處理過的藻類油頁岩，可以大大的提高農作物的產量。
四、在化工方面的應用
(一)油頁岩—水電解制氫
目前，工業上生產氫氣的方法，是以天然氣、石油或煤為原料，使之與水蒸氣反應製取，少量氫氣由水電解法製取。天然氣和石油需催化劑高溫下制氫，水電解制氫耗電多，煤法需高溫且有污染。戴衡等嘗試用油頁岩—水電解制氫，以H2SO4為電解質，在常壓(一個大氣壓)70℃及1伏電壓條件下進行油頁岩—水的電解反應，負極產生純氫，出氫電流效率為100±2%，正極產生少量CO2。該法利用小顆粒油頁岩，所得氫氣純度高，工藝流程簡單，又是在常壓和接近常溫下操作，所以無論從經濟上或工藝上看，都有可能成為有競爭力的新制氫方法。
(二)油頁岩中金屬元素利用
油頁岩礦床中常常伴生多種金屬元素。如中歐曼斯菲爾德的含銅油頁岩(二疊紀)、澳大利亞的富含鉛鋅礦的蒙特頁岩、美國印第安納州的富銅、鉬的新奧爾巴尼油頁岩，巴西富硫、放射性鈾的油頁岩，我國南方的釩礦床鎳—鉬多金屬黑色頁岩等。因此，研究油頁岩中金屬元素的富集規律，走燃燒—提煉金屬的綜合利用的道路，對於綜合利用油頁岩，提高油頁岩的利用價值，具有重要的意義。
五、在環保方面的應用
(一)用於廢氣和污水處理
油頁岩灰渣含有酸性、基性和中性氧化物，並且是在較高溫度下形成的，具高孔隙度，因此，其吸附性比較強。在廢氣處理中，油頁岩灰渣能作為脫硫的吸附劑。在650℃～750℃下油頁岩灰渣能有效的吸附廢氣中60%～70%的SiO2。油頁岩灰渣經處理後還可製成凈化污水的原料，主要污水是化工廠、鋼廠，這些工廠的污水可用灰渣沸石來處理凈化。油頁岩灰渣用於廢氣和污水處理，相當於「以廢制廢」，不但成本低廉，而且處理能力較強，不失為油頁岩綜合利用的一條好途徑。然而，應該合理處理利用過的油頁岩灰渣，避免造成二次污染。
(二)用於煤燃燒的凈化劑
在煤的燃燒中加入10%的油頁岩可以減少煤燃燒時對環境的污染，是良好的凈化劑。因為油頁岩的灰渣對SO2具有強的吸附性。
六、其他應用
油頁岩的用途很廣，上面提到的只是其中的一些應用，油頁岩還可以用於提煉鎳的化學添加劑、生產優質鋪路瀝青、用作隔熱、隔音材料、提取油頁岩中某些有機和無機化合物生產油膏和葯膏、提煉硫和鈾等方面。
B. 頁岩油是怎樣形成的
頁岩油
shale
oil
一種人造石油，是油頁岩干餾時有機質受熱分解生成的一種褐色、有特殊刺激氣味的粘稠狀液體產物。透過裂解化學變化，可將油頁岩中的油母質轉換為合成原油。加熱油頁岩至特定溫度能將分離蒸氣，即藉由蒸餾產生類似石油的頁岩油——一種非傳統用油——以及易燃的油頁岩氣（「頁岩氣」亦可指頁岩內含的天然氣體）。類似天然石油，富含烷烴和芳烴，但含有較多的烯烴組分，並且還含有含氧、氮、硫等的非烴類組分。頁岩油的性質，因各地油頁岩組成和熱加工條件的差異而有所不同。中國撫順、茂名、美國格林河（一譯綠河）所產的頁岩油的氫碳原子比較高，適宜於加工製取輕質油品；但由於其含氮量較高，加工煉制時必須加以脫除，否則會影響油品質量。愛沙尼亞所產的頁岩油中酚類等含氧化合物很多，適宜於加工製取化學品。撫順、茂名頁岩油經過適當的加工精製，可以製得合格的汽油、煤油、柴油、燃料油等油品，還可獲得石蠟、酚類、吡啶類、環烷酸和石油焦等化工副產品。頁岩油加工的方法與天然石油的煉制過程基本相同，包括精餾、熱裂化、石油焦化、加氫精製等過程。
從頁岩油製取輕質油品，是目前人造石油製取合格液體燃料的方法中成本最低的一種。
頁岩油是油頁岩熱加工時其有機質受熱分解後生成的產物，類似天然石油，但含有較多的不飽和烴類及含有氮、硫、氧等非烴有機化合物。
由於油頁岩有機質組成的不同，以及熱加工條件的差異，因而各地所產的頁岩油的組成和性質也不一樣。比重約在0.9~1.0之間。比重隨著溫度的升高而下降。
C. 如何提取原油
石油是從油頁岩中提取出來的。油頁岩又稱油母頁岩，是由沉積在淺海和湖沼中的腐泥轉換而來的。在地殼不斷下降和在深水缺氧的條件下，經嫌氣細菌的作用，使腐泥中的有機物質發生還原與分解反應，形成含有豐富碳氫化合物的瀝青砂和油頁岩。它的原始物質除古代水生植物、孢子和花粉之外，還有若干動物質。面對日益臨近的能源危機，各國科學家們非常重視研究新能源的開發使用，並且已經成功地從自然界的一些物質中提取出了石油。目前提取石油的新方法主要有：從樹木中提取：科學家最近發現，有些樹木在進行光合作用時，會將碳氫化合物存在體內，形成類似石油的烷烴類物質。如巴西的苦配巴樹的樹液稍作加工，便可當作柴油使用。從花草中提取：據科學家的研究結果，含有碳氫化合物的花草遍布世界各地，如美國的黃鼠草、澳洲的櫻葉藤現已被用作提取石油。從煤炭中提取：英國科學家經過多年研究開發，在北威爾士修建了一座煤煉油廠，提取一噸石油用煤二點五噸。從廢液中提取：中國的科學工作者發明了一種從廢液中提取石油的方法。他們將一些工業廢液經過發酵、硝化、熱裂、過濾、凈化等過程，提取出碳氫化合物，從而獲得石油。從糞便中提取：加拿大安大略省興建了一個與眾不同的工廠，原料是糞便，產品卻是柴油。其方法是用高溫使糞便起泡變成氣體，再把氣體變為液體，從中提取柴油
D. 地下石油如何抽取
石油開采分為兩種，一種是陸地開采，而另一種則是海洋開采。
我們先來說比較簡單的陸地開采，由於石油資源都是儲存在1000米以下的岩層當中，所以說抽取石油就需要先探明石油的儲存位置，再探明之後就可以從地上打入管道，而管道在下探的過程當中也會有另外的一些管道進行一些水泥的儲存，就是為了防止山體的塌陷。
因此在海上抽取石油的過程是更為復雜的，現在最常用的方式就是修建一些人造的或者是海上的鑽井平台。在開採的過程當中，還非常的要關注這片海域的一些環境問題，畢竟是有污染也是非常不容易解決的一個。
E. 頁岩油抽提的介紹
頁岩油的提取是一種非常規石油工業生產過程。這個過程轉化成頁岩油裂解，加氫，或熱溶解在油頁岩乾酪根。由此產生的頁岩油作為燃料油或升級，以滿足加入氫和硫和氮的去除雜質煉油廠原料規格·頁岩油的提取通常是在地面（異地加工）油頁岩的開采和加工設施，然後治療它。其他現代技術進行處理地下（現場或原位處理）通過加熱和通過油井開採石油。
F. 石油是從哪裡提取出來的
石油是從油頁岩中提取出來的。油頁岩又稱油母頁岩，是由沉積在淺海和湖沼中的腐泥轉換而來的。它的原始物質除古代水生植物、孢子和花粉之外，還有若干動物質。在地殼不斷下降和在深水缺氧的條件下，經嫌氣細菌的作用，使腐泥中的有機物質發生還原與分解反應，形成含有豐富碳氫化合物的瀝青砂和油頁岩。全世界油頁岩和瀝青砂含油的總儲量高達14160億噸。已探明的礦藏含油4400億噸，相當於7084億噸標准煤。
對油砂礦的開采，淺層的可採取原地露天開採的方法，深層礦脈必須附設地下開采設備。加拿大的埃克森資源公司在冷湖礦建造一種能向地下427米深處的厚瀝青砂礦床注入熱蒸汽的裝置，通過定向井眼，確保蒸汽在礦床中最大限度地均勻分配，以加熱瀝青砂並迫使油流至地面，這種方法稱為「半原地」回收法。油母頁岩是一種不透水的含油岩石。用上述的方法開采是行不通的。對這種油礦的開采大體步驟是：把油頁岩礦石粉碎成極細的粉末，經過加熱處理，或者化學處理，便可從油頁岩中獲得原油。但這種方法採油率低，從5000萬噸礦石中僅能提取500噸石油。因此，研究和探索新的採油手段和提取石油的方法，是科學家們的努力目標。
G. 頁岩油抽提的工藝原理
提取過程分解頁岩油頁岩和油頁岩油轉換成其給石油類合成原油乾酪根。這個過程是進行裂解，加氫，或熱溶解。提取過程的效率往往是通過比較其收益率的測定結果評價菲舍爾在某次頁岩樣品進行。
最古老和最常見的提取方法包括熱解（也稱為干餾或干餾）。在這個過程中，油頁岩加熱在缺氧的情況下，直到其凝乾酪根成頁岩油蒸氣和非凝油頁岩可燃氣體分解。油蒸氣和油頁岩氣，然後收集並冷卻，造成頁岩油凝結。此外，油頁岩油頁岩用於加工生產，這是一個堅實的殘留物。用完的頁岩組成的無機化合物（礦物）和char（有些作者使用的條款，而不是char的焦渣或半焦炭）由乾酪根形成，一碳的殘留物。燒了廢炭生產頁岩油頁岩灰。廢頁岩和頁岩灰可作為水泥或磚生產配料。油頁岩的組成可能借給附加值的提取過程中，通過對回收的副產品，包括氨，硫，芳烴化合物，瀝青，瀝青和蠟。
油頁岩加熱到熱解溫度和完成乾酪根分解吸熱反應，需要大量的能源。有些技術的使用，如天然氣，石油或煤等化石燃料產生熱量，這種實驗方法用於此。兩個戰略的目的是用來降低電，無線電波，微波，或反應液，甚至消除外部熱能要求：天然氣和油頁岩熱解炭由產生可作為能源燃燒的副產品，熱在燙花油頁岩和油頁岩灰中可用於預熱原料油頁岩。
異地加工，油頁岩是粉碎成小塊，增加更好的萃取表面積。在該溫度下發生分解的油頁岩依賴於時間尺度的過程。在易地干餾過程，它開始更迅速，完全在較高溫度在300 ° C（570 ° F）和收益。所生產的石油數量為480之間時最高520 ° C的溫度范圍（900和970℉）。天然氣，油頁岩油頁岩的比例普遍提高隨著干餾溫度。對於原位過程，這可能需要數月的供暖現代，分解，可在溫度低至進行250攝氏度（480華氏度）。低於600攝氏度（1110華氏度）的溫度是更可取，因為這妨礙了石灰石和白雲石在岩石分解，從而限制二氧化碳排放量和能源消耗。
加氫和熱溶解（反應液進程）榨油用供氫，溶劑或它們的組合。熱溶解涉及在高溫和壓力溶劑的應用，增加了開裂的溶解有機質石油產量。不同方法產生不同性質的頁岩油。
H. 如何開采頁岩油
水力壓裂法(Fracking)
在加州，沒有幾種技術比水力壓裂法(hydraulic fracturing,也稱fracking)受到的審查更多了。這種技術是將水（經常混合有化學物質）注入 井，使岩石層斷裂，把被圈閉的油和天然氣釋放出來。水力壓裂法在北達科他州和及其它大油田廣泛使用，但是在加州並不太常用。根據美國西部州石油協會(the Western States Petroleum Association)的數據，2012年加州50,000個產油井中，只有560個使用了水力壓裂法進行生產。
加利福尼亞大學戴維斯分校
(the University of California, Davis)負責能源和可持續發展的執行董事埃米?邁爾斯?賈菲(Amy Myers Jaffe)說，在蒙特雷實施水力壓裂法難度更大，因為岩層構造太復雜。行業官員說，這就使人很難找到可以用水力壓裂的大量頁岩。
「技術上的挑戰性實在太大，導致在加州使用水力壓裂法成本更高，」賈菲說。 盡管水力壓裂法在加州的使用有限，它還是引起了環保主義者和其他批評人士的聲討，因為它可能會造成諸如降低水質這樣的危害。周五的時候，加州州長傑瑞?布朗簽署了一項法案，要求對水力壓裂法公開更多的信息（生產商一直都在自願的基礎上向州里報告這些信息）。該法案2014年年初開始生效。
在蒙特雷使用水力壓裂法的事一直「有點像拓荒時代的西部，因為沒有人在看或者在關注，」塞拉俱樂部(Sierra Club,美國環保組織—譯者注)在薩克拉門托(Sacramento)的游
說機構負責人凱瑟琳?菲利普斯(Kathryn Phillips)說。
行業官員說現有的規章已經足夠了，批評者主要是想限制或終止石油產量的增長。「他們認為這項技術很危險，」總部設在薩克拉門托的西部州石油協會的發言人塔珀?
赫爾(Tupper Hull)說，「我們當然不相信科學或經驗會表明確實這樣。」 蒸汽注入法(Steam Injection)
企業正在使用的幫助被圈閉油升到表面的主要蒸汽注入手段有兩種：蒸汽驅技術(steam drive)和周期注蒸汽技術(cyclic steaming)。
使用蒸汽驅的時候，大量的水被加熱，產生的蒸汽被分別注入到
孔下，使大面積的石油礦床受熱升溫。西雅圖的地質學家顧問斯科特?L?蒙哥馬利(Scott L. Montgomery)說，熱量會降低石油的黏稠度，使其流向 探好的產油井。 蒙哥馬利說，蒸汽驅技術的一個缺點是整個工序需要大量的水。 而在另一方面，周期注蒸汽技術的用水量要少得多，因為蒸汽只注入到一個井下。通
過這種技術（也稱為「蒸汽吞吐」
法），蒸汽被存留在地下好幾天時間以浸泡頁岩，從而將石油釋放出來，隨後石油就可以從同一口井中抽吸出來。 但是這種技術同樣也遭致了批評。
在 巴巴拉縣(Santa Barbara County)，
瑪利亞能源有限責任公司(Santa Maria Energy
LLC)計劃建造總共136口使用周期注蒸汽技術的油井，其中包括26
口已經試點 探的油井。但是該縣的計劃委員會在今年早些時候拒絕了其成員批准此項計劃的建議，要求對環保人士所擔憂的溫室氣體排放問題進行更多的研究。 瑪利亞公司的官員拒絕對此予以置評。但是在該公司的網站上，他們說溫室氣體排放可以減少，其中的辦法之一就是建設運輸石油的管線，而不是用卡車來運送。 巴巴拉縣計劃委員會擬在10月再次著手處理此事。 二氧化碳注入法(Carbon-Dioxide Injection)
這種回收方法需要將液態二氧化碳注入岩石，這樣可以把被圈閉的油排擠出來，讓其更順暢地流入油井。這是一種較新的技術，近年來在德克薩斯州和新墨西哥州得到了廣泛的應用。 不過在蒙特雷進行的試驗——包括雪佛龍公司(Chevron Corp.)與美國能源部在2000年前後開展的聯合研究
——結果是喜憂參半，蒙哥馬利說。他說主要的問題是二氧化碳並沒有如人所願地那樣大量增加產量。 可能的原因是岩石的構造太復雜，很難找對注入二氧化碳的地方，他說：「找到最佳位置非常困難。」 雪佛龍公司（總部位於加利福尼亞州 拉蒙(San Ramon, Calif.)）的官員證實曾做過該項研究，但是拒絕對研究細節予以置評。
不過在5月的一次股東會議上，公司首席執行長
(Chief Executive Officer)約翰?沃森(John Watson)說蒙特雷的開發前景尚在討論之中。「我認為在蒙特雷頁岩問題上還沒有定論，」沃森當時對記者說，「我認為我們還沒有完成——這個行業還沒有完成——足以得出結論的評估工作。」