人类对能源的需求量和消耗量随着人类社会的发展而不断增加,这使得传统的石油、煤炭等不可再生的化石燃料资源逐渐走向枯竭。油页岩作为一种替代能源以其储量巨大,分布集中的特点吸引了各国研究者的注意。现在规模化生产中采用的油页岩开采技术是地上干馏法。这种方法由于需要将矿石从地下开采出来,对地质结构破坏较大,而且由于干馏过程中会产生大量的废气,对环境影响较大。目前,世界各地的研究机构都将注意力集中在开发经济合理的地下原位开采技术,包括壳牌石油、埃克森美孚等能源巨头都开发出了自己的原位开采技术,但是现有的原位开采技术都存在技术复杂、开采成本过高等问题,目前仍处于实验探索阶段。而且由于我国大部分油页岩含油率较低,使得这些技术也难以在我国应用。本文在现有的研究基础上,与俄罗斯托木斯克理工大学合作对我国(主要是桦甸产)油页岩的性质进行综合分析,开发出可在国内推广应用的油页岩原位工频高压复合加热法。本文的主要研究内容包括:(1)测定油页岩在20-600℃、25Hz-1MHz区间的相对介电常数、介质损耗角正切值和单位电导率等介电性质及50-3000C温度范围内热导率和热容等热物理性质与温度和频率之间关系;(2)建立油页岩原位加热数学模型,利用测得的各项参数模拟计算出加热速度、温度在油页岩中的分布情况,评估加热方法的可行性;(3)根据试验和模拟结果,设定加热设备的最佳参数并开展加热试验。试验中,首先通过高压对油页岩进行电击穿,在其内部形成导电通道,然后便可使用220V常规电压对其进行加热,试验在一个小时左右便将油页岩加热至裂解温度(400℃)。分析后发现,裂解产物中主要包括:H₂、CH₄、C₂H₆、C₃H₈等可燃气体及脂肪烃、芳香烃等有机物。