基于传导、对流不同加热模式的油页岩孔隙结构变化的对比研究

摘要：

原位热解开采是未来油页岩开发的主流趋势,其原位加热方式主要分为传导和对流2种加热模式.在油页岩原位热解开采过程中,孔隙是油气渗流的主要通道,孔隙结构的连通特征直接影响和控制着热解油气的产出过程.为此,利用马弗炉和蒸汽锅炉对φ8 mm×25 mm的圆柱体油页岩试件分别实施传导和对流加热,最高加热温度均为550℃,并基于显微CT和3D数字岩芯重建技术对加热前后油页岩孔隙的大小、分布以及变化规律进行综合研究,分析不同加热模式对于油页岩的孔隙结构影响的差异及机制.研究表明:油页岩经传导加热后孔隙率为原始孔隙率的2.90倍,而经蒸汽对流加热后孔隙率为原始孔隙率的3.51倍.可见,与传导加热相比,对流加热使油页岩受热均匀,换热面积更大,使油页岩中固体有机质热解更充分,促使油页岩中的孔隙快速向四周拓展连通成大规模的孔隙连通团.另一方面,蒸汽对流加热能迅速携带走附着在孔隙壁上和滞留在“死端”孔隙中的残留页岩油,提高了孔隙间连通性,有效增大了孔隙直径,形成比传导加热连通性更好的孔隙结构,同时蒸汽携带油气一起产出,提高了油气的回收率.因此,对流加热为油页岩原位热解开采的首选加热模式,研究结果为实现大规模油页岩原位注蒸汽开发提供了有利技术支撑.

关键词：岩石力学、油页岩、传导加热、对流加热、孔隙率、显微CT、3D数字岩芯

所属期刊栏目：37

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2018-12-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2565-2575