升温速率、时间和含水率对油页岩热解后物性变化的影响

针对升温速率、加热时间和油页岩本身的含水率对油页岩原位转化开采物性的影响,利用烃源岩生排烃模拟实验装置,开展了不同升温速率、加热时间和含水率作用下、终温为350℃的油页岩原位热解模拟实验,对热解后油页岩样品进行了核磁共振测试分析,探讨了这些因素对油页岩原位开采热解物性变化的影响。结果表明:较慢的升温速率有利于有机微孔的发育,较快的升温速率有利于微裂缝的发育;恒温时间的增加,可以改善油页岩物性,随着恒温时间的增长,小孔隙逐渐发育成相对大的孔隙;高温水可能作为催化剂、反应物和溶剂参加反应,一方面有利于与有机质反应生成有机孔,另一方面高温水与油页岩矿物可能发生反应,改善了油页岩的物性。      

页岩中单体有机质孔隙演化的原位热模拟实验

有机质孔隙是我国南方页岩气重要的储集空间，而有机质类型与有机质孔隙发育息息相关。为实现单体有机质孔隙演化过程的原位观测，揭示下古生界页岩显微组分热解过程中的孔隙演化过程，以低成熟度的美国俄亥俄上奥陶统页岩以及欧洲波罗的海东部下志留统页岩为研究对象，联合运用飞秒激光、冷热台、显微镜以及扫描电镜等技术，实现页岩中单体有机质孔隙演化过程的原位观测，进而辨别不同类型有机质的孔隙发育过程和演化规律。对低成熟度的“倾气”型笔石以及“倾油”型层状藻类体孔隙热演化过程的原位观测分析结果表明：(1)笔石的体积开始发生明显变化的起始温度要高于层状藻类体，生烃演化要晚于层状藻类体；(2)笔石和层状藻类体在热演化过程中均形成了明显的收缩缝，但就形成收缩缝的规模而言，笔石明显较小，生烃转化率要低于层状藻类体；(3)笔石与层状藻类体内部孔隙的演化存在明显的差异，笔石原有的生物组织孔在高温阶段发生了明显的扩容并且有新的内部孔隙生成，而层状藻类体在整个热演化过程中并未形成内部孔隙，证实了“生气窗”是有机质孔隙大量发育的主要阶段。有机质组成以及结构的不同可能是造成上述两种有机质孔隙演化过程存在差异的主要原因。