微波热解油页岩孔隙-裂隙演化规律实验研究摘要
我国油页岩储量丰富,分布广,开发资源潜力大,但是开发利用在技术上存在一定困难,因此研究油页岩干馏工艺,是其能否成为石油的替代能源的关键。以抚顺东露天矿的油页岩为具体研究对象,在微波热解油页岩的条件下,通过扫描电镜、显微CT试验观测手段,探究不同微波功率作用下油页岩热解后孔裂隙结构演化特征及其渗透性变化规律,分析结果具体如下:首先,借助扫描电子显微镜对微波作用前后油页岩结构的变化进行研究,运用Matlab软件处理BSE图片,得到不同功率作用下油页岩中有机质变化情况;再根据SEM图片运用Image J软件处理,绘制热解前后油页岩孔径变化图和孔隙率变化图,发现经过微波热解之后,随着功率和温度增加,油页岩试件内部的有机质越容易分解成为气态或液态物质,增大了自身的孔隙率及微波吸收面积,油页岩在热解、破裂过程中形成了新的孔隙、裂隙,这些新、老孔隙之间相互贯通形成了利于流动的通道,使得孔隙率增大。其次,通过显微CT实验对不同微波功率作用下油页岩试件内部孔隙结构进行研究,与Avizo软件相结合重构数字岩芯,提取了油页岩试件中全空间的孔隙,从比表面积、孔径分布、渗透率等孔隙细观结构特征进行分析,通过对比不同功率热解油页岩孔隙结构发现,600W功率作用下在600℃油页岩孔隙率最大为29.01%,孔隙极为发育,油页岩热解反应完全;在800W功率作用下油页岩热解反应速度最快,但是由于反应激烈,导致后期有页岩油气不能及时排出,残留油气痕迹明显。最后,结合微波热解油页岩前后变化表观结构和内部结构,发现微波热解油页岩可以增加油页岩的孔隙率和渗透性,由于油页岩在微波加热的升温特性,使油页岩达到目标温度时间缩短,导致油页岩发生二次反应可能性增加,也会导致油页岩产率下降,微波热解油页岩不是功率越高越好,应该合理选择功率,达到产出最大化。研究结果有助于将为微波辐射技术在油页岩开采领域应用提供理论参考,进而为应用微波技术实现油页岩的工业化开采提供理论基础。该论文有图75幅,表4个,参考文献78篇
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