基于低场核磁共振的抚顺油页岩孔隙连通性演化研究

油页岩原位注热开采过程中，储层内部孔隙结构的连通性直接影响载热介质的流动行为和传热效率，同时对油气产物的扩散和流动行为起控制作用.本文利用低场核磁共振（LF NMR）技术，考察了不同热解终温（23~650℃）处理时，饱和水及束缚水状态下抚顺油页岩的T₂谱，分析了可动流体T₂截止值、束缚流体孔隙度、饱和流体孔隙度、渗透率等NMR孔隙参数，定量研究了随热解终温升高，抚顺油页岩孔隙结构的连通性演化规律.研究结果表明热解终温对抚顺油页岩孔隙连通性及渗透率的变化起控制作用，且可动流体孔隙度对总孔隙度的增加起主要促进作用，这说明热解终温升高加大了渗透率及油气产物的输运能力.本文为深入认识油页岩原位热解过程中孔隙结构的演化提供了依据.     

油页岩固定床热解反应器中内构件强化作用

在内构件(传热板和中心集气管)外热式固定床反应器中研究了油页岩热解产物生成特性,并与无内构件的相同常规固定床反应器内的油页岩热解行为对比,考察了两反应器中油页岩升温特性、热解产物分布、页岩油品质以及气体产物组成的变化规律.结果表明,内置传热板和中心集气管显著强化了反应器内的传热,相对于无内构件常规固定床反应器,料层升温速率提高了约2倍.对于依兰油页岩,其热解页岩油产率明显提高,最高达11.1 wt%(干燥基),明显高于无构件常规固定床反应器获得的页岩油产率.随着外加热炉温度的升高,内构件固定床反应器的页岩油产率逐渐增加,而无内构件常规固定床反应器的页岩油产率则明显降低.当外加热炉温度为1000℃时,前者页岩油产率是后者的2.3倍,并且内构件固定床反应器的热解水产率较低.两反应器中热解气产物组成相近,其H2与CH4之和占气体总量的70 vol%左右,热值为4406~5400 kcal/Nm3.     

CO2-水-页岩相互作用的研究现状及展望

简要综述了CO2、水和页岩间矿物的相互作用,分析了CO2注入到地下进入页岩层后,地下含水层pH值的变化,并根据页岩层的矿物学组成分为黏土矿物和脆性矿物,较为详细地描述了CO2与黏土矿物和脆性矿物之间发生的地球化学反应,概述了此反应对页岩层孔隙度和渗透率的影响。同时,也讨论了CO2增强页岩气开采的现实问题及发展趋势,为今后的研究提供了参考。     

Effects of acid treatments on Moroccan Tarfaya oil shale and pyrolysis of oil shale and their kerogen

In this study, the kerogen of oil shale from Moroccan Tarfaya deposits was isolated and the changes in the initial organic matter during the removal of the mineral matrix were examined. Chloroform extraction of the oil shale increases the intensity of the peaks in the X-ray diffractograms. Infrared spectra and X-ray diffractograms reveal the presence of mineral, calcite, quartz, kaolinite, and pyrite in the mineral matrix of the oil shale. Hydrochloric and hydrofluoric acids dissolution do not alter the organic matter. The nonisothermal weight loss measurements indicate that thermal decomposition of the isolated kerogen can be described by firstorder reaction. A single kinetic expression is valid over the temperature range of kerogen pyrolysis between 433K and 873K. Furthermore, the results indicate that the removal of mineral matter causes a decrease in the activation energies of the pyrolysis reactions of oil shale.     

Kinetics of combustion of oil shale with polystyrene

The combustion kinetics of Göynük oil shale, polystyrene and several polystyrene-oil shale blends were investigated by thermogravimetric analysis in the present study. Experiments were conducted at non-isothermal conditions with a heating rate of 5, 10 and 20 K min^?1 in the 298–1173 K temperature interval under an air atmosphere. Differential thermogravimetric data were analyzed by two different models. Effects of blending ratio of oil shale and polystyrene and heating rate on the combustion kinetics were investigated. Kinetic parameters were determined and the results were discussed.     

页岩裂缝系统产量预测的敏感性研究

考虑气体渗流、解吸附效应、储层压缩性和滑脱效应,建立了页岩裂缝系统产能的全耦合数学模型.采用有限元方法求解基质和裂缝流场,计算结果与已有的研究结果吻合,验证了模型的正确性.在此基础上,分析了裂缝半长、条数、间距等参数对产能的影响以及解吸附效应对产能的作用.结果表明:裂缝参数之间存在相互作用.裂缝半长对产能的影响最大,裂缝条数的优化与裂缝半长有关;在生产中后期,解吸附效应可以提供相当可观的气体产量,对稳定产能有重要意义.该模型可以为页岩压裂设计提供理论指导.     

基于扩展有限元的页岩水平井多裂缝模拟研究

页岩储层水平井分段多簇压裂簇间距优选是压裂技术的关键,建立了水力压裂流固耦合数学模型,基于扩展有限单元法模拟多条裂缝的扩展过程,研究多条裂缝同时扩展的转向规律,以及应力干扰、水平主应力差、裂缝间距等因素与裂缝转向角度的关系.结果表明:应力干扰作用对裂缝宽度具有限制作用,单条裂缝张开宽度比两条裂缝的大;裂缝转角随应力差的减小而增大,随压裂时间的增加而增大.簇间距越小,应力干扰越强,转角越大,综合主缝均匀扩展、支撑剂填充以及复杂裂缝网络形成等条件,确定最优簇间距为30~40 m.多条裂缝同时扩展时,中间裂缝会受到两边裂缝的限制作用,簇间距越小,限制作用越强,裂缝发育时间越长,扩展速度越慢.     

桦甸油页岩热解特性的研究

在热分析仪上进行了桦甸油页岩的热解特性研究,升温速率分别为10℃/min、20℃/min、30℃/min和40℃/min,终温为900℃。实验表明油页岩的热解是分两步进行的。在低温段主要是油页岩中可挥发性的气体溢出引起热解失重;高温段则主要是一些有机质、固定碳的热解过程。低温段的热解是主要的,它基本上热解掉了油页岩重量的15％－27％左右,油页岩挥发分含量很高且具有集中析出的特性,在400℃－530℃区间内可挥发物质迅速热解守比,其在高温段的热解产率很小,只有总重量的10％左右。随着升温速率的增加低温段的高温段热解的区分更加明显,且使油页岩的热解产率提高。文中给出了不同升温速率下的桦甸油页岩热解特性数据和化学反应动力学参数。     

抚顺页岩油的高分辨核磁共振研究

用高分辨液体核磁共振氢谱、碳谱、二维碳氢相关谱和DEPT谱(无畸变极化转移增强法)对我国抚顺页岩油的不同组分进行了详细研究,得出了一些结构信息和变化规律。     

X射线荧光光谱法直接测定油页岩中微量元素

本文提出用微晶纤维素与GSD等国家一级系列标样按不同比例混合制备标准样品。油页岩样品不经前处理,直接粉末法压片,经验系数法校正元素间效应,直接测定油页岩中V、Co、Ni、Cr、Cu、Zn、Sr、Ba和Rb等元素的X射线荧光光谱法。样品分析结果与ICP-AES法分析结果基本一致,本法具有简单、准确、实用的特点。