不同温度作用下油页岩内部孔隙结构精细表征

利用显微CT试验分析系统和压汞仪,对取自抚顺西露天矿的油页岩试样经过高温作用热解后的孔隙结构进行度量表征,得出:(1)300～600℃温度段是抚顺油页岩内部有机质热解的主要阶段;(2)在显微CT能分辨的孔隙尺度(1.94μm)范围内,油页岩的孔隙不发育;在压汞法测定的孔隙尺度(7nm～1.94μm)范围内,油页岩的孔隙较为发育。高温作用后,油页岩内部的有机质不断发生热解,各孔径阶段的孔隙不断形成,孔隙结构也在发生变化,各孔径阶段的孔隙逐渐连通,超大孔(1.94μm)和中孔(0.1～1μm)的孔隙率逐渐增大,小孔(0.01～0.1μm)和微孔(0.01μm)的孔隙率也基本处于增大的状态,为油气物质的产出提供通道。     

不同温度下油页岩的孔隙结构变化特征研究

为了研究油页岩在不同温度下孔隙结构的变化特征,利用压汞法测定油页岩在不同温度与压力下的孔径、孔容积。实验结果表明:油页岩的孔容积随着温度的升高而增大,在整个温度变化过程中,中孔(0.1~1μm)和小孔(0.01~0.1μm)的分布始终处于相对稳定的状态。     

不同温度下油页岩热解及孔隙特征实验研究：以抚顺样品为例

利用马弗炉和热重分析仪对抚顺油页岩的热解特性进行分析,实验结果:300～600℃为抚顺油页岩的主要失重阶段,失重率约为20%。利用显微CT对高温作用后的油页岩样进行实验研究,结果显示:经过高温作用后,油页岩内部的孔隙和裂隙数目显著增多,但孔隙率值升高幅度小,表明大孔不发育,且孔隙大多处于孤立分布的状态,孔隙间相互连通性差,逾渗概率值较小,因此在开采初期应该采用水力压裂等方法提高其渗透性。     

油页岩半焦燃烧特性试验研究

利用管式炉对来自桦甸、龙口和依兰的油页岩进行450~600℃干馏处理,并运用热重分析仪(TGA)在30℃/min的升温速率条件下对油页岩半焦进行测试,考察了干馏温度、干馏时间和油页岩产地对油页岩半焦的组成、发热量和燃烧性能的影响,并计算了各样品的燃烧特性指数。结果表明:干馏前后发热量不一定会产生明显降低,依兰半焦的发热量与油页岩相比基本不变。干馏温度越高,半焦挥发分明显降低,停留时间对半焦成分和燃烧特性的影响也越小。随着干馏程度的升高,着火温度Ti增大,燃烧性能变差,燃尽温度基本不变。样品重量一般在350℃左右开始明显减小,在500℃左右质量变化速率逐渐减小,在700℃再次产生明显失重。从页岩油的产率和半焦的燃烧特性角度综合考虑,过长的干馏时间经济性变差。     

温度冲击下煤层内部孔缝结构演化特征实验研究

为研究温度冲击下煤层微观结构的变化特征,采用高低温试验系统对原煤进行了温度冲击实验,利用扫描电镜、工业显微CT、压汞实验和低温液氮吸附实验对温度冲击前后煤的孔隙裂隙结构的演化发展进行了联合表征。基于数字图像处理技术,对温度冲击前后煤层扫描电镜图像进行二值化处理,定性与定量地分析了煤层的裂隙宽度变化,并统计分析了温度冲击前后煤层中孔隙的比表面积和孔径变化。研究结果表明:温度冲击作用促使煤样内部大孔之间相互贯通并形成宏观裂缝,导致大孔体积相应减少,中孔和小孔的体积均增大;温度冲击试验测试过程中所产生的最大热应力位于煤样表面的切向方向,温度冲击所产生的热应力超过煤样抗拉强度是导致裂隙萌生、扩展和相互贯通的直接原因。研究结果可为煤层气高效开发和提高煤层瓦斯抽采率提供技术支撑。     

油页岩渣在丁苯橡胶中的应用研究

磨细油页岩渣(岩渣)以基本配方加入到丁苯橡胶中,结果发现:它的填充对丁苯橡胶拉伸强度、300%定伸应力、硬度及扯断伸长率的提高,稍低于填充通用炭黑时,但均优于填充轻钙的和空白试样;对扯断永久变形的影响,稍高于其中任一体系;而对撕裂强度体系的提高,都高于通用炭黑和轻钙填充体系.故岩渣可部分或全部替代通用炭黑,用于丁苯橡胶的增强.     

新疆油页岩资源的开发利用研究

对油页岩的利用主要有三个方面:干馏产油、燃烧发电产热、灰渣利用。新疆油页岩有其独特的特性,对其开采的方式和利用的途径也不同。新疆油页岩含油率中等,可生产页岩油,但含热量低、灰分高,可与煤联合燃烧和生产建筑材料,因此需要对外交流,加强合作。在前人研究的基础上,本文通过分析总结新疆油页岩的一些基本特征,对新疆油页岩的开发利用进行了探讨,这对新疆油页岩的发展具有一定的实际意义。     

油页岩试样在循环冻融条件下破裂实验研究

由于油页岩原位破碎研究对于油页岩传热效率的提高具有重要的意义,提出了一种油页岩原位破碎室内研究方法,即循环冻融法。本文主要论述了其实验机理、实验台的设计、实验岩样的制备,实验数据的采集与分析等。此次循环冻融实验主要由工程模拟单孔时循环冻融法研究油页岩试样裂缝扩展情况,根据设计要求完成2组试样的制备以及相关实验台的设计,并采用了超声波检测的手段对完成每一实验阶段油页岩试样进行检测,为油页岩原位破碎研究提供一种可行的实验方案,对油页岩传热效率的研究具有一定的参考意义。     

油页岩制备白炭黑与分散剂应用的研究

以油页岩为原料,采用碱溶-沉淀法制备了白炭黑。具体工艺条件为:NaOH/SiO2(摩尔比)=4,水/油页岩(质量)=1,100℃,6 h,粒径≥0.15 mm。分别研究了NH4Cl、正丁醇、PEG三种分散剂对制备白炭黑的影响。FT-IR和XRD分析表明,三种分散剂对白炭黑的化学结构和无定型状态没有改变;TEM分析表明,三种分散剂对白炭黑的粒度和分散效果都有明显的作用,其中PEG对白炭黑的粒度和分散性能具有很好的效果。     

油页岩碳酸盐二氧化碳含量的测定方法研究

油页岩中碳酸盐二氧化碳含量的测定,目前只能借鉴煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定标准。通过对GB／T218—1996《煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方法》中的几个关键实验条件（如吸收时间、称样量、重复性允许差等）进行相应的理论和实验验证,最终提出了油页岩中碳酸盐二氧化碳的测定方法和要点。     

高温三轴应力下吉木萨尔油页岩渗透率演化规律

利用自主研制高温三轴渗流控制台研究了恒定500 m原岩应力(侧压系数1.2)条件下不同温度下吉木萨尔油页岩渗透特性的演化规律。     

烧页岩的水化活性及在水泥混合材中的应用机理

利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM），研究了宜昌地区页岩在煅烧过程中发生的矿物组成及微观形态的变化，指出烧页岩的火山灰活性来自蒙脱石和伊利石脱水分解之后所形成的无定形SiO2和Al2O3，确定了在700－800℃范围内煅烧的页岩具有明显的火山灰活性，这就为该地区页岩的实际应用提供了科学依据。     

苏尼特油页岩低温干馏影响因素考察

以内蒙古苏尼特左旗油页岩为研究对象,采用低温铝甄干馏的方法,对影响其出油率的主要因素进行研究分析,考察了加热速率、干馏终温、持温时间及页岩粒度大小对油页岩出油率的影响。结果表明:加热速率为7℃/min,终温510℃,持温时间25 min且粒径大小约为3 mm的条件下,页岩出油率最高,此时的页岩油出油率为4.42%。     

低渗透储层微观孔隙结构及其微观剩余油分布模式

通过对文东油田沙三中亚段岩芯观测、岩石薄片、铸体薄片、扫描电镜以及压汞资料分析储层微观孔隙结构特征的基础上，通过不同渗透率的真实储层模型水驱油实验，分析了储层微观孔隙结构与驱油效率的关系，及其对微观剩余油分布模式的影响，进一步研究了低渗透储层的微观水驱油机理。     

大庆油页岩的热解特性及试验研究

通过热重法,利用热重分析仪试验分析了大庆油页岩的热解失重过程,得到了TG曲线及DTG曲线。通过曲线分析得到其热解失重分为4个阶段,其中第3个阶段,即400℃~600℃为热解主要阶段。通过试验分析得出大庆油页岩随着升温速率的增加,其失重比例基本不变,但初始热解温度、峰值温度和最大热解速率都呈上升趋势,而失重率递减。由此看出提高升温速率可以有效提高热解速率。     

小颗粒油页岩热裂解制取页岩油可行性分析

根据油页岩的理化特性,分析了小颗粒油页岩热裂解制取页岩油的可行性。在实验室条件下,利用自行研制的流化床热裂解装置进行了制取页岩油的研究,结果表明热裂解制取页岩油是小颗粒油页岩加工制油的可行方法,且产油率在5%左右。     

不同温度作用后灰岩声发射特征研究

研究灰岩在不同温度作用后进行单轴压缩时的声发射特征。通过试验得到灰岩破坏全过程中应力-声发射数量曲线。试验结果表明:声发射现象能很好地表现岩石单轴压缩的过程;高温下,灰岩的力学性质与岩石所含矿物质含量有密切关系。     

含油泥岩各向异性蠕变研究

以软岩非线性蠕变理论为基础，对含油泥岩的弹性模量、泊松比、蠕变变形速率进行了测试和研究，通过分级加载三轴蠕变试验发现：含油泥岩的侧向蠕变具有明显地各向异性，横向蠕变有明显的加速，并且比轴向加速蠕变阶段出现提前，在加速蠕变阶段，轴向蠕变的则不明显。随着应力水平以及层理面与样品端面夹角的增加，瞬时弹性模量也增大，有明显的各向异性；瞬时泊松比的变化显著，最大瞬时泊松比为常规三轴实验所测泊松比的2．5倍；横向形变的瞬时弹性模量随应变的增大而减少，两者呈非线性关系；同时，泊松比与蠕变呈非线性关系。根据含油泥岩蠕变力学参数，推导出横向各向异性非线性蠕变方程，为海下开采条件下的巷道支护提供了理论依据。     

不同倾角内蕴裂纹页岩力学特性及破坏过程研究

采用真实破裂过程分析软件RFPA2D-Flow,在考虑岩石非均质性和岩石渗流-应力-损伤破裂特性的基础上,对具有不同倾角预制裂纹的页岩力学特性、破坏模式、损伤特征进行模拟分析与讨论。结果表明,预制裂纹对页岩峰值强度有明显弱化作用,弹性模量降低值与裂纹倾角未呈现明显的线性关系; 预制裂纹倾角15°、30°、60°时,试件主要破坏模式为小变形的拉伸破坏模式; 而倾角45°、75°、90°时,试件以大变形的剪切破坏而失效; 裂纹倾角大于45°时裂纹的扩展类型与效果较好。研究结果对改善页岩的水力压裂效果、失稳破坏具有一定参考意义。