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

• 作者: 康志勤 李翔 杨栋 杨涛 赵阳升 赵静
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 工学
• 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
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 页码范围: 2565-2575
• 页数: 11页
• 分类号: TU45
• 语种: 中文
• DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2018.0651

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.