高温作用下油页岩热解性、裂隙演化与渗流规律研究

TD315; 我国油页岩资源丰富,受热后其内部以干酪根为主的有机物转化为页岩油,有望弥补石油资源短缺的能源结构"短板".探索受热解终温与高温作用时长影响下,油页岩内部孔隙、裂隙演化与流体运移规律对推进我国油页岩原位商业化开采具有重要的科学价值.以油页岩为研究对象,考虑多个热解终温和受热时长影响,运用物理试验方法并引入电子显微镜观测技术(SEM),开展油页岩试样热解及气体渗流试验,研究其热解性、孔裂隙演化规律及渗透率规律.结果表明:随着试样所受热解温度升高,油页岩内部以干酪根为主的有机物热解率呈指数函数增大,受热对油页岩内部结构重塑既存在有机物热解产生的孔洞,也有无机质非均匀...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 51; no. z2; pp. 175 - 182
Main Authors 丁鑫, 高菲彤, 崔景智, 杜牧
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新 123000 2023
辽宁工程技术大学辽宁省矿山环境与灾害力学重点实验室,辽宁阜新 123000%辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁阜新 123000
Subjects
渗透率
细观观测
孔裂隙演化
high-temperature pyrolysis
油页岩
fracture evolution
permeability
高温热解
mesoscopic observation
oil shale
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ISSN0253-2336
DOI10.13199/j.cnki.cst.2022-1591

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Summary:TD315; 我国油页岩资源丰富,受热后其内部以干酪根为主的有机物转化为页岩油,有望弥补石油资源短缺的能源结构"短板".探索受热解终温与高温作用时长影响下,油页岩内部孔隙、裂隙演化与流体运移规律对推进我国油页岩原位商业化开采具有重要的科学价值.以油页岩为研究对象,考虑多个热解终温和受热时长影响,运用物理试验方法并引入电子显微镜观测技术(SEM),开展油页岩试样热解及气体渗流试验,研究其热解性、孔裂隙演化规律及渗透率规律.结果表明:随着试样所受热解温度升高,油页岩内部以干酪根为主的有机物热解率呈指数函数增大,受热对油页岩内部结构重塑既存在有机物热解产生的孔洞,也有无机质非均匀变形形成的裂纹;二值化处理的电子扫描结果显示,原本呈离散性斑点状分布的热解区相互联通而深色面积不断扩大,热解与非热解区域物质的不均匀变化在二者交界区域产生裂隙,热解过程具有"小尺度非连续状裂隙—贯穿型分布裂隙—贯穿型主裂隙"的发育过程,提高了油页岩储层内部的裂隙率;受滑脱效应影响,热解后的油页岩试样渗透率随注气压力升高均呈指数函数规律降低,渗透率随着受热温度升高近似呈"S"型增大,其规律几乎与"巴里坤油页岩热解的TG曲线"具有反向变化趋势,在 450～500℃范围内油页岩内部有机质具有最高的热解效率且有效渗透能力增强.
ISSN:0253-2336
DOI:10.13199/j.cnki.cst.2022-1591