随着世界能源消耗的日益增多,可供使用的传统化石能源正逐渐枯竭,这将大大制约世界经济的发展,尤其对于中国这样的发展中大国,能源问题在未来将会日益突出。寻找新的能源迫在眉睫,而油页岩资源具有巨大的开发潜力,其储量巨大,完全能作为传统化石能源的补充和替代能源,因此对油页岩原位开发技术的研究具有重要的意义。本文以油页岩原位注蒸汽开发技术为研究背景,通过油页岩遇水膨胀实验,研究了开采过程中水蒸汽的冷凝水对油页岩的水化膨胀作用,并利用CT扫描实验对比研究了传导和蒸汽对流加热条件下油页岩内部孔隙结构的变化情况;同时通过数值模拟实验对比分析了油页岩原位注蒸汽开采技术与油页岩原位ICP 7点布井电加热开采技术的加热效率和能耗,并对油页岩原位注蒸汽开采技术中部分参数进行了合理优化。初步得到以下一些结论:(1)油页岩遇水膨胀量与油页岩的吸水量成正相关关系,油页岩浸入的水分越多油页岩的膨胀量越大,油页岩遇水膨胀形成的裂缝主要在油页岩层理面与面之间,膨胀量在垂直层理面方向上大于平行层理面方向。油页岩遇水单位质量膨胀量与时间成对数函数关系。(2)水蒸汽对流加热相较传导加热能够更好的增加油页岩内部孔隙结构数量、增加孔隙直径、增大孔隙团提高孔隙连通率、增加油页岩内部渗透性,从而有利于对流加热以及油页岩热解产物的流动和回收,提高油气资源的产量。(3)油页岩原位注蒸汽开发技术与油页岩原位ICP 7点布井电加热开发技术的模拟实验说明,油页岩原位注蒸汽开发技术的传热效率更高,原位开发系统运行的时间更短,最终能耗损失较小。(4)通过数值模拟实验对油页岩原位注蒸汽开发技术参数进行了优化,得到在模拟的15m厚的油页岩层中,该开发技术合理加热井加热段长度为13m。