不同边界条件对油页岩原位转化开采的影响及启示摘要
油页岩通常是一种未成熟的烃源岩,其中所包含的有机质在特定条件下可受热发生降解,形成可以流动性的烃类物质。通常,埋深小于300m的油页岩资源可以通过露天开采,运至干馏厂提炼页岩油;埋深大于300m的油页岩适合于采用对油页岩层原位加热,转化为页岩油。热解模拟法从研究不同类型有机质受热降解生烃过程入手,是客观评价油页岩油资源潜力的一种有针对性的评价方法。通过实验室热解模拟研究,综合考虑各种因素,可建立起较完善的地质模型,为现场试验做好准备。目前,常用的油页岩实验室装置(热解仪、热重分析仪、铝甑含油率测定装置等)基本上都是基于油页岩地面干馏(气体热载体法开放体系、粉末状样品、无压力)原理而研发的,这些装置脱离了油页岩地下原位的赋存状态,而且装置本身与油页岩转化油气后的开采过程无衔接,因此,只能提供一些简单的参考信息。油页岩地下原位转化开采的过程类似于烃源岩的生排烃过程,故此,笔者借助于烃源岩生排烃模拟技术,结合油页岩原位转化开采工程原理,探讨了加热温度、加热速率、加热时间、含水量等不同边界条件对油页岩原位转化开采的影响作用。结果表明:升高转化温度、降低升温速率、延长恒温时间均有利于提高原位转化出油率和改善油品;流体压力的升高出油率有所降低,但对油品稍有改善,但过高的流体压力(如超过开采层上覆岩层压力)会对地面工程产生破坏影响;高温地层水可能作为催化剂、反应物和溶剂参加反应,促进非共价键的断裂,提高出油率。在此基础上,提出了在干馏转化过程中加入额外的供氢物质或高温水中加入适量的水溶性催化剂提高油页岩原位转化开采出油率的方法。
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