Сланец — это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Горючие сланцы

Горючие сланцы (ГС) — пиробитуминозные сланцы — осадочные породы карбонатно-глинистого (мергелистого), глинистого или кремнистого состава, содержащие 10-50%, редко до 60% сингенетичного осадконакоплению органического вещества керогена.

ГС имеют коричневую, коричнево-желтую, серую, оливково-серую окраску, листоватую или массивную текстуру.

Сланцевые толщи — это горные породы, состоящие из глинистых известняков и кремнезема, которые насыщены органическим веществом (ОВ).
Это основные нефтематеринские породы практически во всех нефтегазоносных бассейнах мира. 
Tермин «Горючие сланцы» иногда применяют для обозначения всех высокозольных твердых каустобиолитов, содержащих органические вещества различного происхождения и различных условий преобразования (углистых, битуминозных и липтобиолитовых сланцев).
Kероген-сингенетичное осадконакоплению органическое вещество c высоким выходом смол при сухой перегонке, при ограниченном выходе битумов, экстрагируемых органическими растворителями при низкой температуре.
Он богат водородом и по его содержанию ближе к нефти, чем к углю.
Геологически кероген — это протонефть, его содержание в горючих сланцах составляет от 10% до 60-80%.
Исходным материалом органического вещества горючих сланцев служила биомасса преимущественно низших водорослей (сапропелевые компоненты), в меньшей степени — высших растений (гумусовые компоненты) и частично животных организмов.
Пo соотношению сапропелевых и гумусовых компонентов ГС подразделяются на:
сапропелиты (ГС Прибалтийского сланцевого бассейна, Bолжского бассейнов и Болтышского месторождения),

сапрогумиты (менилитовые сланцы Карпат).
Oтличительная генетическая особенность органических вещества большинства ГС — его накопление в донных осадках при нормальном кислородном режиме.
Oрганическое вещество ГС характеризуется высоким содержанием водорода (7-10%), большим выходом летучих при термической переработке (до 90%), высокой удельной теплотой сгорания (Qbdaf = 29-37 МДж/кг). 
Oсновные минеральные компоненты ГС — кальцит, кварц и глинистые минералы, подчинённое значение имеют полевые шпаты, пирит, акцессорные минералы.

Что такое горючий сланец?

Горючие сланцы – это тип осадочных пород, которые можно использовать для добычи нефти, сложность его добычи исторически делала его нетрадиционным для нефтегазовой промышленности.

Несмотря на схожесть названий, сланец отличается от « сланцевого масла ». Последнее относится к карманам газа или жидкой нефти, которые встречаются в сланцевых формациях, таких как формация Баккен, которая простирается между Северной Дакотой, Монтаной, Саскачеваном и Манитобой.

Сланцевая нефть — нефть 2х видов (по принятой в США классификации):

  • Shale oil — высоковязкая сланцевая смола, по плотности и вязкости значительно отличается от традиционной нефти. Получают из горючих сланцев после термического воздействия; 
  • Tight oil — легкая нефть, содержащаяся в плотных, низкопористых и низкопроницаемых коллекторах

Поиск  сланцевой нефти требует новых технологий, потому что углеводороды присутствуют без видимой покрышки, не приурочены к поднятию и без классического газо-нефте-водяного контакта.

Легкая нефть

Легкая нефть (также известная как сланцевая нефть, сланцевая нефть или легкая нефть низкопроницаемых коллекторов), представляет собой легкую сырую нефть, содержащуюся в нефтеносных пластах со сверхнизкой проницаемостью, часто в сланцах или плотных песчаниках, но высокой нефтенасыщенностью.

Промышленная добыча из низкопроницаемых нефтеносных пластов требует того же гидроразрыва пласта (ГРП) и часто использует ту же технологию горизонтальных скважин, что и при добыче сланцевого газа. 

Хотя сланцевую нефть иногда его называют «сланцевым маслом», в последнее время горючие сланцы и сланцевые углеводороды стали различать

Горючие сланцы — это горная порода, пропитанная керогеном, предшественником нефти.

Ныне Международное энергетическое агентство (МЭА) рекомендует использовать термин «легкая нефть в плотных породах» для нефти, добываемой из сланцев или других пластов с очень низкой проницаемостью.

Ранее, в отчете Мирового энергетического совета за 2013 г. использовались термины «плотная нефть» и «сланцевые породы». 

Нефтегазоносные сланцевые пласты неоднородны и сильно различаются даже на относительно небольших расстояниях. 

Низкопроницаемые коллекторы после ГРП можно разделить на 4 группы:

  • имеют небольшую пористость и проницаемость матрицы, что приводит к трещинам, доминирующим как в емкости хранения, так и в путях потока жидкости;
  • имеют низкую пористость и проницаемость матрицы, но матрица обеспечивает емкость, в то время как трещины обеспечивают пути потока жидкости. 
  • имеют микропористость коллектора с высокой пористостью матрицы, но низкой проницаемостью матрицы, что обеспечивает преобладание индуцированных трещин в путях прохождения жидкости;
  • имеют макропористые коллекторы с высокой пористостью и проницаемостью матрицы, что обеспечивает как емкость, так и пути потока, а трещины только увеличивают проницаемость.

Из-за изменчивости дебита скважин, затруднена оценка результатов и принятия решений относительно рентабельности скважин. 
Для добычи нефти из низкопроницаемых коллекторов требуется не менее 20 % природного газа в поровом пространстве коллектора, чтобы направить нефть к стволу скважины.
Трудноизвлекаемые запасы в резервуаре, содержащем только нефть, могут быть нерентабельны для добычи. 
Образования, которые сформировались в морских условиях, содержат меньше глины и являются более хрупкими, и поэтому более подходят для ГРП, чем образования, образованные в пресной воде, которые могут содержать больше глины. 
Образования с большим количеством кварца и карбоната более хрупкие.

По разным оценкам, запасы горючих сланцев и сланцевой нефти в мире оценены в 650 трлн т, в которых содержится 550 — 630 млрд т сланцевой смолы (искусственной нефти), что даже больше, чем разведанные запасы натуральной нефти.

Основные характеристики сланца

Натуральные сланцы состоят из разных минералов. Порода сформировалась под высоким давлением и воздействием различных температур.

Преимуществом породы является:

  1. Устойчивость к воздействию влаги.
  2. Огнеупорность.
  3. Невосприимчивость к природным факторам.

Их формирование происходило несколько миллионов лет назад в период движения тектонических плит, извержения вулканов и гейзеров. В основе сланцев камни темных оттенков с частицами кремния и полевого шпата. Некоторые породы содержат слюду.

Месторождения в России и мире

Горючие сланцы это альтернативный источник добычи нефти и газа

Крупнейшие месторождения сланцев в мире находятся:

  • Монголии;
  • странах Средней Азии;
  • КНР;
  • Канаде;
  • США;
  • Бразилии;
  • Казахстане;
  • центральной Европе;
  • Республике Беларусь;
  • Эстонии;
  • Украине.

На территории стран СНГ самыми крупными месторождениями являются Волжское, Прибалтийское, Кендерлыкское(Казахстан), Арктика.

Основные месторождения в России, где происходит добыча ископаемого:

  • Сибирь;
  • Урал(Екатеринбург);
  • Ленинградская область;
  • Кировская область;
  • Костромская область;
  • Республика Коми;
  • Чувашия;
  • Северный Кавказ.

Где и как добывают горную породу?

Сланцевые залежи находят в разных странах. Наиболее распространенными видами сланцев являются глинистые и кристаллические. Месторождения разрабатывают в ряде азиатских стран, США, Бразилии, Центральное Европе, Белоруссии, Эстонии. В России камень сланец добывают:

  • на Урале;
  • в Сибире;
  • Ленинградской, Кировской, Костромской областях;
  • рядом с Екатеринбургом;
  • в Мордовии, Чувашии, на Северном Кавказе.

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Хлоритовые сланцы – наименее распространенная разновидность. Однако недалеко от Уральских гор обнаружено одно из крупнейших месторождений этой горной породы. Также залежи данных ископаемых есть в других странах:

  • в Австрии;
  • на австралийском материке;
  • на Британских островах;
  • в Турции;
  • на острове Мадагаскар;
  • в ЮАР;
  • на американском континенте;
  • в Китае.

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

В Канаде и США ведется широкомасштабная разработка горючих сланцев. Горную породу добывают двумя методами:

  • Открытым или карьерным. В месте залегания полезного ископаемого снимаются верхние пласты земли. После того как вскроется каменный монолит, начинается прокладка траншей. Глыбы материала откалывают при помощи специальных инструментов и грузят на транспортные средства. По мере извлечения породы образуются карьеры различной глубины. Это наиболее безопасный для окружающей среды способ добычи.
  • Подземным. Чаще всего используется для извлечения горючих сланцев и сланцевого газа. Метод предполагает бурение глубоких скважин с использованием дорогого и сложного оборудования, поэтому является очень дорогостоящим. Подземная добыча сопряжена с высоким риском загрязнения окружающей среды. Этот способ можно применять только в местности, удаленной от населенных пунктов, лесных и водных ресурсов.

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Виды сланца

Горючие сланцы это альтернативный источник добычи нефти и газа

Сланцы различаются по составу и разделяются на следующие виды:

  • кристаллические сланцы-в составе преобладают слюда и кварц, чаще серого оттенка сюда же относят биотитовый сланец с преобладанием черной слюды-биотита, обладают средней твердостью, низкой теплопроводностью и высокой термостойкостью;
  • кремнистая порода-состоит из плотных пластин с халцедоном и кварцевыми зернами. В зависимости от примесей имеет различную окраску. Твердые по плотности, с низким уровнем влагопоглощения, не чувствительны к перепадам температур;
  • горючий сланец-название говорит за себя, легко воспламеняется, имеет средние показатели плотности, похож на застывшую глину, при горении выделяется едкий запах и копоть;
  • глинистый сланец-минерал темного оттенка, твердый, устойчив к воздействию высоких температур, нерастворимый в воде, с включениями глиняных частиц, хлорита и гидрослюды, при намокании издает глинистый запах;
  • хлоритовый сланец-из-за содержания хлорита камень имеет зеленый цвет с блестящей поверхностью, ломкие, негорючие, с высокой способностью поглощать звуки;
  • грифельный сланец-мягкий минерал серого оттенка, легко слоится на столбцы;
  • искусственный сланец.

Разновидности сланца и их свойства

Под названием «сланец» объединено множество различных по составу и свойствам камней природного происхождения, которые можно разделить на более тонкие пласты. Их подразделяют по группам в зависимости от состава и общих характеристик. Каждая разновидность также имеет несколько подвидов.

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

В таблице представлено краткое описание различных сланцевых пород:

Группа Общие характеристики Характерные свойства Разновидности и их описание
Глинистые Образованы из минеральных отложений с различными примесями. В их основе могут быть: серицит, кварц, хлорит. Цвет – черный, бурый, сероватый, зеленый, красный.
  • твердые;
  • не растворяются в жидкой среде;
  • не разрушаются при сильном разогреве;
  • при намокании издают глинистый запах
  • Кровельный. Темно-серого или черного цвета. Легко образует тонкие пластины.
  • Грифельный. Серого цвета, мягкий и ломкий. при расколе образует столбики.
  • Квасцовый. Содержит серный колчедан, пористый.
  • Аспидный. Твердый, но ломкий камень, образованный из слюды, кварца, карбонатов с примесями углистых веществ.
  • Точильный. Очень твердый и прочный камень с желтым или серо-зеленым отливом.
Кристаллические Камни, образованные из слюды и кварца. Чаще всего имеют серые оттенки.
  • средней твердости;
  • низкая теплопроводность;
  • высокая термостойкость
  • тальковый;
  • слюдовой;
  • двуслюдяной;
  • биотитовый;
  • известковый
Кремнистые Образуются из кварца или халцедона с примесями глины. Окрас зависит от количества и характеристик примесей. Встречаются красные, зеленые, фиолетовые, черные и серые сланцы.
  • твердые, некоторые подвиды по прочности не уступают кремню;
  • не чувствительны к перепадам температур;
  • низкий уровень водопоглощения
  • Радиоляриты. Содержат большое количество спрессованного планктона.
  • Лидиты. Обогащены углеродными соединениями.
Хлоритовые Основа породы – хлорит. Камни зеленых оттенков, переливаются, обладают блеском.
  • ломкие;
  • высокая звукопоглощающая способность;
  • негорючие
  • серицит-хлоритовый;
  • тальковый;
  • кварцево-хлоритовый
Горючие По внешнему виду выглядят как застывшая глина. Цвет породы желтый, серый и темно-серый.
  • легко воспламеняются;
  • средней плотности;
  • при горении коптят и источают едкий запах
Могут разделяться по принципу территориального расположения и входящих в них примесей.

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Белый

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Сланец белый или «альпийский» — горная порода, состоящая из слоёв пластинчатых минералов. В составе преобладает гипс, поэтому декоративный камень наделён такими качествами, как:

  • теплоизоляция;
  • долговечность;
  • лёгкость;
  • прочность.

Он устойчив к резким перепадам температур, хотя и хрупок из-за слоистости. С ним необходимо работать очень аккуратно.

Из гипса

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Искусственный сланец из гипса обладает одним существенным недостатком: его можно использовать только в сухих помещениях. Гипс не выдерживает высокую влажность, так как быстро впитывает влагу и набухает.

Преимущества:

  • лёгкость;
  • прочность;
  • теплоёмкость.

ВажноГипсовые плитки можно изготовить самостоятельно, подобрав подходящие формы для изготовления.О заливке декоративного камня своими руками читайте здесь.

Выветренный

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Выветренный – это искусственно созданный материал, фактура его очень похожа на натуральный минерал благодаря его рельефной сколотой поверхности.

Преимущества:

  • низкая цена;
  • небольшой вес — укладка происходит быстрее, проще;
  • устойчивость к физическим и химическим воздействиям;
  • лёгкость обработки — не крошится, не расслаивается;
  • разнообразие цветовой гаммы и фактур.

Классический

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Классический материал — не слишком рельефный, умеренно пористый, негромоздкий. Его можно использовать в любом интерьере. Чаще всего он используется для облицовки большого по площади помещения.

Если потребуется облицевать всю стену, то классический сланец с его тонкой фактурой подойдёт для такого дизайнерского решения идеально.

СоветПоверхность, выложенная таким материалом, будет хорошо гармонировать с ровной, гладко выкрашенной стеной, которая подчеркнёт красоту и простоту камня.

Крупный

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Декоративный сланец с ярко выраженной фактурой в интерьере выглядит эффектно и необычно. Крупный рельеф и большие перепады создают эффектный дизайн. Этот камень изготавливается из гипса (для внутридомовых работ) или цемента.

Тонкослойный

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Тонкослойный сланец — это горная порода, расколотая на тонкие пластины. Они укладываются одна на другую, при этом на декоративной поверхности виден торец каждого элемента. В отличие от размеров и пропорций других видов элементов тонкослойный материал небольших размеров, с более ярко выраженным рельефом, острыми углами.

Искусственный

Сланец - это что такое? Описание и разновидности сланцев. Что такое горючие сланцы? Свойства, добыча и применение горючих сланцев

Искусственный декоративный камень под сланцевую породу отличается от натурального такими параметрами:

  • Вес. Чем легче облицовка, тем проще её монтировать. Выложить стену или какой-то узор искусственным камнем может даже новичок, а вот для работы с натуральным материалом, скорее всего, придётся обратиться к профессиональному мастеру.
  • Доступная цена искусственного аналога.

Фрагменты, имитирующие сланцевую породу, изготавливаются:

  • Из цемента. Отделочный материал на основе цемента — универсален. Цемент имеет низкую цену, а изделия, изготовленные из него, получаются прочными, долговечными. Для изготовления цементных фрагментов необходим цементный раствор и полиуретановая форма, копирующая сланцевую поверхность.
  • Из гипса. Декоративный гипсовый материал изготавливается из чистого гипса марки «Г5», гашёной извести, красителя. Для изготовления вытянутых, продолговатых элементов потребуется приобрести специальную форму.

Для новичков, которые не хотят заниматься замешиванием цементного или гипсового раствора, выпускается готовая сухая смесь «Камнедел».

Об изготовлении и применении декоративного камня из гипса читайте тут, а о том, как сделать декоративный камень в домашних условиях, узнайте здесь.

Применение камня сланца

Строительный камень сланец
Строительный камень сланец

Натуральный сланец уже давно и активно используется в качестве материала для отделки при строительстве зданий, в ландшафтном дизайне, для внутреннего оформления домов. Например, алевролитовый сланец, разработка которого началась еще в XIX веке, применялся при возведении Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге. Алевролитовые пластины имеют уникальную расцветку (бежево-бордовую, иногда розовую) и интересную текстуру.

Кристаллические разновидности породы отлично показывают себя в качестве строительного материала. Они выдерживают низкие температуры, стойко переносят воздействие ультрафиолетовых лучей. Такой материал очень крепок и прослужит очень долго. Кроме того, он отличается высокой звукоизоляцией и отлично удерживает тепло в помещении.

Горючий сланец используется не только как топливо, но и как сырье для химической промышленности. Его отличает небольшая плотность и разнообразие вариантов окраски (от серо-желтой до черной). Однако активному использованию этого материала препятствует достаточно затратный процесс добычи, попытки усовершенствовать который не прекращаются.

Где используется

Сланцы востребованы промышленностью, декораторами, мастерами-камнерезами. Сфера применения обусловлена характеристиками сырья.

Промышленность

Горючие сланцы – источник углеводородов, сырье для химической промышленности. Их легко отличить по серо-желтым до черноты оттенкам и малой плотности.

Природный кристаллический сланец используется как строительный материал, нуждающийся в минимальной обработке.

Камень ценится за многие свойства:

  • Надежность. Стены, крыши из сланца могут служить десятилетиями. При соблюдении технологии укладки крыша не будет протекать или расползаться. Минерал равнодушен к природным катаклизмам, перепадам температур, жаре, холоду, коррозии.
  • Дома из огнеупорного сланца полностью пожаробезопасны.
  • Эстетика. Сланцевое покрытие не «линяет» от дождя или на солнце.

Сланец (особенно кристаллический) удерживает тепло, чему придается особое значение в регионах с суровым климатом. И так же хорошо камень заглушает шумы.

Декор

Дизайнеры любят камень за разнообразие оттенков, текстур, фактурность.

Искусственный сланец
Искусственный сланец

Декоративный камень сланец становится в интерьере столешницей, облицовкой стен, полов, каминов, печей, крупных архитектурных форм. Он благородно выглядит и выгоден, поскольку сохраняет тепло, приватность.

Сланец в интерьере
Сланец в интерьере

В ландшафтном дизайне это дорожки, тропинки, альпийские горки, садовые, придомовые композиции.

Другие сферы

Из сланца вытачивают посуду, изделия эзотерической тематики.

А также подвески, браслеты, бусы. Такое украшение подойдёт для молодежного, этно, бохо и подобных стилей одежды. Ухаживать за камнем можно минимально.

Лечебные свойства сланца

Помимо своих качеств, которые используются в различных областях промышленности и строительства, сланец обладает и некоторыми целебными свойствами.

Давно замечено, что если вы находитесь в помещении с отделкой из этого материала, то ваша нервная система успокаивается, улучшается самочувствие, снимается состояние стресса.

Если нагреть кусок такого камня и приложить к больному месту, то неприятные симптомы уйдут. Кроме того, полезно пить настоянную на нем воду.

Магические свойства сланца

Известны и его магические качества. Эта горная порода часто применялись для ритуалов, когда нужно было связаться духами или увидеть грядущее.

Маги зажигали свечи и смотрели на камешек, стараясь рассмотреть какие-то, понятные только им, символы.

Знали люди и о способности камня унять сердечные терзания и защитить владельца от зла извне.

Кому подходит сланец по знаку зодиака

Сланец сможет служить амулетом любому знаку зодиака. Только, пожалуй, Овнам и Козерогам лучше подобрать себе другой талисман.

Остальным же камень поможет найти в жизни свой путь и подарит возможность принимать правильные решения для достижения поставленных целей.

А если деятельность человека связана с творчеством, то лучшего оберега просто не найти.

Понимание горючего сланца

Для извлечения и переработки горючего сланца необходимо сначала извлечь осадочные горные породы, используя наземные или подземные разработки. Затем это сырье должно быть отправлено на различные перерабатывающие предприятия для извлечения содержимого керогена. В процессе экстракции некоторые из этих сырьевых материалов могут иметь низкие уровни отложений керогена.

Некоторые методы обработки, известные как «обработка ex situ», включают в себя разработку месторождения керогена с последующей его транспортировкой на отдельный объект для обработки. Другие методы, такие как «обработка на месте», включают извлечение керогена из самой шахты.

В США находятся крупнейшие месторождения горючего сланца в мире, большинство из которых находится между Колорадо, Ютой и Вайомингом в так называемой формации Грин-Ривер. К другим активным производителям горючего сланца относятся США, Россия, Германия и Китай. Исторически Эстония также была крупным производителем горючего сланца из-за больших запасов в этой стране. Несмотря на обилие горючего сланца в США, затраты, связанные с извлечением керогена из горных пород, делают этот процесс в целом экологические проблемы. 

Горючий сланец обычно используется в ситуациях, когда цена на обычную сырую нефть становится непомерно высокой – часто в результате временных перебоев в поставках или геополитических проблем.

Источники

  • https://neftegaz.ru/tech-library/energoresursy-toplivo/141700-goryuchie-slantsy-slantsevaya-neft/
  • https://nesrakonk.ru/shale/
  • https://altenergiya.ru/poleznaya-informaciya/kak-obrazuyutsya-i-primenyayutsya-goryuchie-slancy-osnovnye-mestorozhdeniya-v-mire-i-rossii.html
  • https://MoyKamen.com/vidy/prochie/slanec-kamen-chto-eto.html
  • https://okcomfort.com/steny/decorativnii-kamen/slanec.html
  • https://Karatto.ru/podelochnye-kamni/slanets.html
  • https://jgems.ru/podelochnye/slanets

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock
detector