오일 셰일 유기농이 풍부하다 퇴적암 케로겐(불용성 유기물)을 함유한 것 퇴적암. 강렬한 열에 노출되면 이 셰일에서 석유가 생성됩니다. 오일 셰일의 색상은 갈색에서 검정색까지 다양합니다. 그것들은 가연성이 있고 그을음이 나는 불꽃으로 타오릅니다. 일부 오일 셰일은 진정한 셰일입니다. 점토 광물 지배적입니다. 다른 사람들은 실제로 석회암 과 숙박료. 오일 셰일에 있는 원래 유기 물질의 대부분은 인식할 수 없지만 신선한 퇴적물에 사는 플랑크톤, 조류 및 미생물에서 파생된 것으로 믿어집니다. 지난 몇 세기 동안 셰일 오일에서 소량의 석유가 성공적으로 회수되었습니다. 지난 세기 동안 오일 셰일은 셰일에서 셰일까지 다양한 암석 유형으로 채굴되었습니다. 말 그리고 다른 탄산염 바위. 셰일에서 석유를 추출하기 위해 다양한 파일럿 플랜트가 건설되었지만 아직까지 상업적인 결과는 미미합니다.
오일 셰일 분류
분류는 일반적으로 광물 함량과 퇴적 이력에 따라 분류됩니다. 퇴적암의 퇴적 역사는 암석이 발달한 환경의 한 유형입니다. 오일 셰일의 퇴적 역사에는 퇴적된 유기체와 퇴적물, 그리고 어떻게 퇴적되었는지가 포함됩니다. 매장 압력과 열과 상호 작용합니다.
반 크레벨렌 다이어그램
반 크레벨렌 다이어그램(van Krevelen Diagram)은 퇴적 이력을 기준으로 셰일 오일을 분류하는 방법입니다. 다이어그램은 셰일 오일이 퇴적된 위치에 따라 호수(호수), 바다(해양) 또는 육지(지상)에 구분되어 있습니다.
주로 담수, 바닷물 또는 기수에 서식하는 조류로 형성된 호수 환경의 오일 셰일입니다. 라모사이트(Lamosite)와 토르바나이트(torbanite)는 호수 환경과 관련된 오일 셰일 유형입니다. 라모사이트 퇴적물은 세계에서 가장 큰 오일 셰일층 중 일부를 구성합니다. 토르바나이트 매장지는 주로 스코틀랜드, 호주, 캐나다 및 남아프리카에서 발견됩니다.
해양 환경의 오일 셰일은 주로 조류와 플랑크톤의 퇴적물로 형성됩니다. Kukersite, tasmanite 및 marinite는 해양 셰일의 유형입니다. Kukersite는 에스토니아와 러시아의 발트해 오일 셰일 분지에서 발견됩니다. 태즈매나이트(Tasmanite)는 발견된 지역인 호주 태즈메이니아 섬의 이름을 따서 명명되었습니다. 모든 오일 셰일 중 가장 풍부한 마리나이트는 한때 넓고 얕은 바다가 있었던 환경에서 발견됩니다. 마리나이트는 풍부하지만 층이 얇아 추출하는 것이 경제적으로 실용적이지 않습니다. 세계에서 가장 큰 마리나이트 매장지는 미국에 있으며 인디애나주와 오하이오주부터 켄터키주와 테네시주까지 뻗어 있습니다.
얕은 습지와 산소량이 적은 늪지에서 형성된 육상 환경의 오일 셰일. 퇴적물은 대부분 강건한 식물의 밀랍 또는 코르크 줄기였습니다. 캐넬이라고도 불리는 캐넬 셰일 석탄 또는 "촛불 석탄"은 아마도 가장 친숙한 육상 오일 셰일 유형일 것입니다. Cannel 석탄은 19세기에 주로 가로등과 기타 조명의 연료로 사용되었습니다.
광물 함량에 따른 셰일 오일 분류
광물 함량에 따라 탄산염 셰일, 규산 셰일, 캐널 셰일의 세 가지 주요 유형으로 분류됩니다.
탄산염이 풍부한 셰일 매장지에는 다량의 탄산염이 함유되어 있습니다. 미네랄. 탄산염 광물은 다양한 형태의 탄산염 이온(탄소와 산소의 독특한 화합물)으로 구성됩니다. 방해석예를 들어, 탄산염이 풍부한 셰일에서 흔히 볼 수 있는 탄산염 광물입니다. 방해석은 많은 해양 생물의 주요 구성 요소입니다. 방해석은 굴, 불가사리, 모래 달러의 껍질과 단단한 외부를 형성하는 데 도움이 됩니다. 플랑크톤, 홍조류, 해면도 방해석의 중요한 공급원입니다.
규산 셰일에는 미네랄 실리카, 즉 이산화규소가 풍부합니다. 조류, 해면, 방산충이라 불리는 미생물 등의 유기체로 형성된 규산 셰일. 조류는 실리카로 만들어진 세포벽을 가지고 있는 반면, 해면과 방산충은 실리카로 만들어진 골격이나 침상을 가지고 있습니다. 규산질 셰일은 때때로 탄산염이 풍부한 셰일만큼 단단하지 않으며 더 쉽게 채굴할 수 있습니다.
Cannel 셰일은 육상 기원을 가지며 종종 석탄으로 분류됩니다. 이는 나무가 우거진 식물의 수지, 포자, 코르크 물질의 잔해로 구성됩니다. 그것은 미네랄 불활성 및 비트리나이트를 함유할 수 있습니다. Cannel 셰일은 수소가 풍부하고 쉽게 연소됩니다.
오일 셰일 구성
오일 셰일의 구성은 퇴적 메커니즘과 설정에 따라 달라질 수 있습니다. 원래 유기물의 구성은 내장된 케로겐의 화학적 구성에 영향을 미칠 수 있습니다.
품질 요소
오일 셰일의 품질은 생산 적합성을 결정하는 데 중요합니다. 품질을 결정하는 중요한 요소 중 일부는 다음과 같습니다.
- 풍부도/등급(톤당 리터 l/t))
- 유기 물질 함량(중량 대비 백분율)
- 수소 함량,
- 수분 함량 및
- 다음을 포함한 오염물질의 농도:
- 질소와
- 황 그리고 금속.
풍부함/등급
셰일 오일 매장지의 상업적인 바람직성은 셰일의 풍부함에 따라 달라집니다. 상업적으로 매력적인 오일 셰일 등급은 100l/t 이상을 포함합니다. 300 l/t를 함유하는 오일 셰일 매장지가 일부 있습니다(4). 풍부함은 실제로 처리 효율성으로 인해 Fischer Assay에 의해 결정된 것보다 더 큰 수율을 가져올 수 있습니다. 오일셰일은 광석 내 유기 탄소의 비율에 따라 결정되는 풍부함이나 등급 측면에서 상당히 다양합니다. 수율은 오일 셰일에서 추출할 수 있는 셰일 오일의 양을 표현한 것입니다. 오일 셰일의 풍부함은 전통적인 방법인 Fischer Assay를 포함한 방법론으로 평가할 수 있지만 셰일에서 생산할 수 있는 오일의 총 잠재량을 제공할 수는 없습니다. 암석 평가(Rock-Evaluation)로 알려진 새로운 방법은 실제 잠재 수익률을 더 잘 측정할 수 있습니다(5).
복구 가능성
오일 셰일의 양은 종종 오일 셰일의 양으로 표현됩니다. 이는 자원의 품질을 고려하여 광석에 포함된 오일 셰일의 총량을 추정한 것입니다. 일부 매장지에는 광석에서 실제로 추출될 수 있는 셰일의 양을 결정하기 위해 추가 요소를 고려한 회수 가능한 자원 추정치가 있습니다. 전 세계의 개별 광상이 평가되거나 특성화되는 정도에는 차이가 있습니다. 따라서 셰일 오일의 양은 완전히 알려져 있지 않습니다.
오일 셰일 형성
오일 셰일은 여러 가지 다른 기원을 가질 수 있는 유기 물질로 형성됩니다. 이는 유기 물질의 기원에 따라 육상, 호수 및 해양의 세 가지 주요 범주로 분류되는 경우가 많습니다(2).
- 육상 오일 셰일은 석탄을 생산하는 물질과 유사하게 한때 육지에 살았던 유기 물질, 식물 및 동물 물질로 형성됩니다.
- Lacustrine 오일 셰일은 담수 또는 기수 조류 잔해에서 유래합니다.
- 해양 오일 셰일 퇴적물은 염수 조류, 아크리타르크 및 와편모충류의 결과입니다.
셰일 오일의 원산지는 품질 및/또는 광상 내에서 발견되는 기타 광물에 영향을 미칠 수 있습니다.
콘텐츠 배급
오일 셰일의 퇴적물은 표면 아래 다양한 깊이에서 발견될 수 있습니다. 오일 셰일은 전 세계 100개국의 거의 27개 주요 매장지에서 발생합니다(3). 일반적으로 900미터 미만의 얕은 깊이에서 발견되는 반면, 전통적인 석유를 형성하려면 더 깊고 따뜻한 지질 지대가 필요합니다. 일부 퇴적물은 상대적으로 얇은 셰일 층의 표면 가까이에 있습니다. 다른 퇴적물은 매우 두꺼운 층(두께 300m 이상)에서 표면 아래 더 깊은 곳(300m 이상)에서 발견될 수 있습니다.
특성 및 속성
이들은 다양한 모암 유형에서 발견되지만 대부분의 퇴적물은 탄산염 또는 실리카 기반입니다. 셰일 본체를 구성하는 암석의 유형은 채광 및 가열 방식, 수분 함량, 가공 중에 방출되는 공기 및 탄소 배출에 영향을 미칩니다. 실리카 및 점토 기반 오일 셰일은 수분 함량이 더 높은 경향이 있습니다. 탄산염 암석은 채광, 파쇄 및 취급 과정에서 부서져 미세한 입자라고 불리는 작은 입자가 생성될 수 있습니다. 벌금에는 덩어리 셰일과는 다른 레토르트 접근법이 필요합니다. 미세분은 제거하기 어려운 미립자로 셰일 오일을 오염시킬 수도 있습니다. 탄산염 암석은 또한 고온에 노출되면 분해되어 이산화탄소 배출이 발생하고 방출됩니다.
세계 석유 셰일 자원
세계 오일 셰일 자원은 다양한 정도로 특징이 있습니다. 가장 큰 자원인 미국 매장지는 세계 셰일 오일 자원의 약 75%를 함유하고 있으며 이러한 자원의 품질과 규모에 대해 많은 것이 알려져 있습니다. 그러나 전 세계에는 자원의 질과 범위에 대해 알려진 바가 거의 없는 매장지가 많이 있습니다.
오일 셰일 용도
사람들은 수천년 동안 셰일 오일을 사용해 왔습니다. 고대 메소포타미아인들은 셰일 오일을 사용하여 도로를 포장하고 선박을 막았습니다. 고대 몽골인들은 전투 중에 화살 끝을 셰일 오일에 담가서 적에게 불타는 화살을 보냈습니다. 중동에서는 끈끈한 셰일 오일이 장식용 모자이크의 구성 요소이기도 했습니다.
현대 셰일 산업은 19세기에 시작되었습니다. 이 산업은 석유를 추출하기 위해 셰일을 가열하는 산업 공정을 사용했습니다. 셰일오일은 파라핀왁스를 비롯한 다양한 제품에 사용되었습니다.
유럽 국가들과 이후 미국에서는 셰일 오일과 셰일 오일을 추출하여 연료원으로 연소하기 시작했습니다. 미국 최초의 셰일 채굴 시설은 펜실베니아, 오하이오, 웨스트 버지니아, 켄터키 주의 오하이오 리버 밸리에 설립되었습니다.
셰일 오일을 추출하고 가공하는 것은 비용이 많이 들고 어려운 과정입니다. 석탄, 석유, 천연가스는 추출 비용이 저렴합니다. 호주, 브라질, 스위스, 스웨덴, 스페인, 남아프리카공화국은 19세기와 20세기에 셰일 오일 채굴을 시작했지만 1960년대에 모두 생산을 중단했습니다. 미국은 1980년대 초에 생산을 중단했다.
에스토니아, 중국, 브라질을 포함한 많은 국가에서는 계속해서 셰일 오일에 연료를 의존하고 있습니다. 연소하여 전기를 생산하고, 화학공업의 구성요소이며, 부산물은 시멘트 생산에 사용됩니다.
참고자료
- Bonewitz, R. (2012). 암석과 광물. 2판 런던: DK 출판.
- Knaus, E., Killen, J., Biglarbigi, K., & Crawford, P. (2010). 오일 셰일 자원의 개요. ACS 심포지엄 시리즈(Vol. 1032, pp. 3-20). 옥스포드 대학 출판부.
- 사회, N. (2019). 오일 셰일. [온라인] 내셔널 지오그래픽 협회. 이용 가능 : https://www.지리적 국가.org/encyclopedia/oil-shale/ [9년 2019월 XNUMX일 접속].
