小颗粒页岩流化干馏工艺及其影响因素

以桦甸小颗粒页岩尾矿为原料,在流化干馏装置上进行热解实验。结果表明,页岩尾矿最佳热解反应条件为:粒径5 mm左右,加热速率6～10℃/min,干馏终温500℃。在此条件下,油页岩热解收率可达90%。     

窑街油页岩热解特性及产物分析

采用铝甑低温干馏和TG-DTG、FT-IR、GC、GC-MS等分析手段研究了窑街油页岩（YJOS）的热解特性及其热解产物页岩油、半焦和干馏气的组成。结果表明,YJOS的最佳热解温度约为510℃,油页岩中的无机质组分一方面对有机质的热解起着催化剂的作用,降低了热解初始温度,同时也因为其与有机质的紧密结合阻碍了热解产物的顺利逸出;半焦中的脂肪烃几乎完全消失,有机质的缩合度和芳香度增加;干馏气的主要可燃成分是H2和CH4,其次是C2H6、CO和C2H4,干馏气的平均相对分子质量约为20.4,平均比热容约为51.9 J/(mol?℃),平均热值约为40.13MJ/ Nm3;页岩油的密度为0.938g/mL,其中饱和烃和芳烃的质量分数分别为35.91%和26.51%,同时还含有较多的含氧、氮、硫等杂原子的有机化合物。     

Reaction mechanism and kinetics of pressurized pyrolysis of Chinese oil shale in the presence of water

A study of reaction mechanisms and chemical kinetics of pressurized pyrolysis of Chinese Liushuhe oil shale in the presence of water were conducted using an autoclave for simulating and modeling in-situ underground thermal degradation.It was found that the oil shale was first pyrolyzed to form pyrobitumen,shale oil,shale gas and residue,then the pyrobitumen was further pyrolyzed to form more shale oil,shale gas,and residue.It means that there are two consecutive and parallel reactions.With increasing temperature,the pyrobitumen yield,as intermediate,first reached a maximum,then decreased to approximately zero.The kinetics results show that both these reactions are first order.The activation energy of pyrobitumen formation from oil shale is lower than that of shale oil formation from pyrobitumen.     

鄂尔多斯盆地长7页岩油与北美地区典型页岩油地质特征对比

为研究鄂尔多斯盆地长7页岩油勘探开发潜力,基于X射线衍射、场发射扫描电镜氩离子抛光、高压压汞、气体等温吸附等测试结果,与北美地区典型页岩油从地质背景、烃源岩特征、矿物组分和储集空间类型4个方面进行了对比。结果表明,长7页岩油与北美地区典型页岩油处于稳定的沉积环境中,有利于页岩油成藏。长7烃源岩有机质类型和成熟度与北美相似,TOC含量达到2%~18%,甚至高于鹰滩组页岩油,生油潜力大。长7页岩油脆性矿物总量达到69.73%,仅比北美页岩油低1.27%,可压性强。长7页岩油较北美典型页岩油而言,物性较差,孔隙度和渗透率分别为0.5%~2.1%和（0.000 4~0.03）×10^-3 μm²。北美典型页岩油微裂缝和有机质孔发育良好,而长7页岩油有机质孔多呈孤立状分布,储集空间以粒间孔、粒内孔和微裂缝为主。可见,长7页岩油与北美地区典型页岩油成藏规律及矿物组分相似,但长7页岩油物性差,储集空间细小,因此在具有较大资源潜力的同时亦具有较高的开发难度。     

油页岩原位注蒸汽开采油气中试与多模式原位热采技术的适用性分析

油页岩是中国储量巨大的重要战略资源,也是国际公认的重要非常规石油资源.对油页岩进行地下原位干馏是目前实现其大规模工业开发的唯一可行技术方案.太原理工大学于2010年获得油页岩原位注蒸汽开采油气技术(MTI)的发明专利授权.基于MTI技术原理,对大尺寸油页岩试件实施原位注蒸汽开采油气的中试实验,并对多模式油页岩原位干馏技...     

泌阳凹陷页岩油赋存特征及可动性研究

泌阳凹陷页岩油主要以吸附油和游离油两种方式赋存在较大孔隙及裂缝中,其中游离油主要赋存在层间缝、构造缝以及较大的基质孔隙内,其分布主要受基质孔隙、裂缝影响;吸附油主要赋存在有机质及黏土矿物颗粒表面。通过开展页岩可动油相关实验,建立了页岩可动油评价指标及界限,明确了可动油影响因素,实验表明,游离烃(S1)与有机碳含量比值为60 mg/g、氯仿沥青"A"与TOC比值为0.2、埋深为2 000 m时为页岩可动油门限;可动油富集程度主要与深度、有机碳含量、孔隙度和石英、长石、黏土等矿物含量有关。     

油页岩原位加热电加热器温度分布模拟及优化设计

电加热是原位开采油页岩的方法之一,电加热器是其关键的加热元件。通过MATLAB的PDE工具模拟电加热器的温度分布,探讨了加热器导热系数、热源密度、密度、比热容、加热器尺寸等参数对加热效果的影响,以此作为电加热器优化设计的依据。研究指出,密度小的材料有利于提高加热器的加热效率;导热系数对温度影响不大;比热容越高,加热器的整体温度越低;随热源密度的增加,加热器的温度显著增加;正交实验分析指出,热源密度、密度、比热容对加热器温度分布影响较大,导热系数影响很小;加热器半径增加,温度增加。优化设计的加热器的形状为轴对称U型管和真空加热管,加热元件的材料为铜和不锈钢等。井下原位电加热不仅可以应用在油页岩的开采中,未来也可以作为稠油的开采技术。     

微波干馏方法是开发页岩油的有效手段

目前在国内外的油页岩开发技术中,利用微波对油页岩进行干馏的方法逐渐受到了重视,微波干馏法已应用于油页岩原位开采技术当中。为考察微波干馏与常规干馏这两种方法对页岩油产品品质的影响,以我国桦甸、抚顺、农安、达连河4个地区的油页岩为研究对象,通过元素分析、模拟蒸馏、催化加氢等手段,对比分析了上述两种干馏方式的加工效果。结果发现：微波干馏法所得产物中油含量略低,而气体损失量相对略高,水及半焦产量也低于常规干馏法;但微波干馏页岩油比常规干馏页岩油烃类含量更高,而硫、氮含量低,同时轻组分含量更高,加氢效果也较理想。结论认为：微波干馏法加工的油页岩产品性质较优,该方法是油页岩开发的有效手段。     

页岩油气赋存特征及相态理论应用基础研究进展

刘月亮博士一直致力于致密油气藏流体相态模拟技术研发及基础理论和分子尺度页岩油气吸附解吸机理的基础研究.在微纳米尺度油气相变特征、超临界C O2页岩油气高效开发技术以及多尺度空间页岩油气吸附解吸规律方面开展了全面系统的研究工作.克服传统相平衡测试弊端,研发了油藏流体相平衡的原位测试技术,由体相大空间相特征测试突破为页岩多...     

低成熟度页岩油加热改质热解动力学及地层渗透性

低成熟度页岩油加热改质是采用加热井对地层进行加热，将地层中滞留的重质烃转化为轻质烃，同时将尚未转化的固体有机质热解生成油气后采出。热解油气生成量预测及地层孔渗变化是页岩油改质开采研究的难点和挑战之一。利用页岩井下取心样品，采用黄金管实验装置，研究了页岩加热过程中的有机质热解规律及组分动力学，获得了烃类气体、轻质油及重质油的生成动力学参数。结果表明，在温度为280~500℃范围内，油的生成量先增后减，而气体量持续增加；低速升温条件下的转化率随温度变化曲线左移，热解温度变低。重质油、轻质油和气态烃的活化能分别为39~49，57~74和56~59 kcal/mol；动力学模型可预测任意时间的烃类生成量。应用三轴高温渗透率测试装置，获得了页岩从室温到高温（550℃）条件下的氮气测试渗透率动态变化规律。结果显示，页岩加热过程中的渗透性变化分为下降段、上升段和稳定段，在温度达到有机质热解温度后，基质及裂缝渗透率均出现明显改善，比初始渗透率提高1~2个数量级。热解油气生成量及渗透率变化可为低成熟度页岩油加热改质开采的产量预测提供依据。     

国外页岩油开发技术进展及其启示

全世界页岩油资源主要分布在俄罗斯、美国、中国、阿根廷和利比亚等国家,中国的页岩油可采资源量全球第三,美国和加拿大为全球页岩油产量的大国,美国由于页岩油开发核心技术的进步和相关配套政策措施的辅助作用,继页岩气革命后,又掀起了页岩油的开发热潮,"井工厂"开发模式实现了页岩油气藏的安全、经济、高效开发,推进页岩油的快速发展;中国页岩油开发需要在科技创新和财税政策上进行激励。     

不同赋存状态页岩油定量表征技术与应用研究

页岩中滞留油存在着多种赋存形式,其中只有游离油才是天然弹性能量开采方式下页岩油产能的有效贡献者。但是,如何对页岩中游离油与吸附油含量进行定量表征以及如何明确它们与周缘介质的相互关系,目前并没有现成的研究方法。该文通过对现有Rock-Eval热解和热解色谱方法进行改进,结合样品溶剂抽提前后热解对比实验和不同类型样品的综合分析,建立了不同赋存状态页岩油热释法定量表征方法。利用新建立的方法对济阳坳陷页岩油专探井岩心样品进行了实验分析,发现页岩吸附油含量与有机质丰度成正比,而干酪根吸附-互溶能力随热成熟度增加而降低;同时,页岩体系内游离油/吸附油比值与有机碳含量存在负相关关系,表明干酪根不是液态游离烃赋存的主要场所。因此,建立的方法可以作为页岩油赋存机理研究和页岩含油性快速评价的实用手段。     

鄂尔多斯盆地南部张家滩油页岩生烃演化特征

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组张家滩油页岩不仅是重要的固体矿产资源,也是该盆地三叠系油气的主力烃源岩。对张家滩油页岩典型露头剖面、钻井岩心进行有机碳含量（TOC）、氯仿沥青“A”及族组分、含油率等相关测试分析表明,张家滩油页岩有机质丰度高,TOC介于5.11%~36.47%,平均16.15%,生烃潜量（S₀+S₁+S₂）介于16.58~230.98 mg/g,平均94.20 mg/g,氯仿沥青“A”介于0.42%~2.22%之间,平均1.25%,属于生烃条件极好的优质烃源岩;含油率高,介于3.52%~14.6%之间,平均8.16%,属于中高品质的油页岩;干酪根类型以Ⅰ—Ⅱ₁型为主,R_o介于0.43%~1.09%。综合利用野外露头剖面和钻井岩心样品,建立了盆地南部张家滩油页岩的热演化剖面,分析了氯仿抽提前、后油页岩的含油率变化及油页岩热演化过程中含油率、热解烃产物的变化特征,揭示鄂尔多斯盆地南部张家滩油页岩具有聚集油页岩、页岩油两类资源的潜力,提出了相应的勘探开发对策。     

页岩油形成机制、地质特征及发展对策

页岩油是储存于富有机质、纳米级孔径为主页岩地层中的成熟石油,是常规-非常规"有序聚集"体系的重要类型之一,对中国陆相页岩油形成的沉积环境、储集空间、地球化学特征和聚集机制等基本石油地质问题进行了分析总结。富有机质页岩主要发育在半深湖—深湖环境,不同岩性组合共生沉积;发育纹层结构,微米—纳米级孔喉和微裂缝是主要储集空间;有利页岩以Ⅰ型和ⅡA型干酪根为主、Ro值为0.7%～2.0%、TOC值大于2.0%、有效厚度大于10 m;揭示了页岩孔隙演化和页岩油滞留聚集模式,储集空间、脆性指数、黏度、压力、滞留量等是页岩油"核心区"评价的关键。中国陆相页岩油在湖盆中心连续聚集,初步预测可采页岩油资源量约30×108～60×108t,水平井体积压裂、改造"天然裂缝"、注粗颗粒"人造储集层"等可能是页岩油工业化发展的核心技术,提出加快页岩油"分布区"研究、加强"核心区"评选、加大"试验区"建设的"三步走"发展思路。借鉴北美海相页岩气突破成功经验,陆相页岩油工业化有望在中国首先突破。     

致密油与页岩油的概念与应用

通过国内外大量的文献调研,了解和分析了致密油和页岩油术语的不同含义与应用情况,对比了它们之间的异同点,并提出了应用和完善致密油和页岩油概念的建议。致密油含义有广义与狭义之分;页岩油除用于指油页岩加工的石油外,其含义也有广义和狭义之分。致密油与页岩油异同点表现为3种情况:①致密油与页岩油概念完全不同,属于不同的非常规石油资源类型;②致密油与页岩油含义完全相同,可以互换使用;③致密油与页岩油概念既有关系,也有差别。在应用致密油和页岩油术语时,要遵循"尊重习惯、方便交流"的原则。致密油和页岩油有不同含义,不要只从字面上机械理解,要真正理解它们的实际内涵。对于致密油和页岩油术语使用中遇到的问题,应采取"不断完善,适时修正"的原则,不断完善致密油和页岩油术语的定义,使它们的定义和应用更加科学、规范,同时也要方便、适用和与国际接轨。     

中国页岩油资源评价方法与资源潜力探讨

鉴于我国页岩油在类型划分、评价方法、评价参数标准和资源潜力预测等方面存在较大分歧的现状,将页岩油划分为夹层页岩油、纯页岩油和原位转化页岩油三大类。根据这三大类页岩油明显不同的赋存与形成特征,分别建立了相应的容积法、基于热解烃S₁含量体积法、基于氢指数变化的生烃量法资源量计算方法模型,并确定各种方法模型的关键参数及参数下限标准,最后按照统一的参数标准评价了我国主要盆地页岩层系的三大类页岩油资源量。我国纯页岩油、夹层页岩油、原位转化页岩油地质资源量分别为145.4×10⁸, 95.1×10⁸,708.2×10⁸ t, 可采资源量分别为9.4×10⁸,7.1×10⁸,460.3×10⁸ t。评价结果表明,我国页岩油资源丰富,是推动国内原油增产稳产的重要接替领域。     

三塘湖盆地芦草沟组页岩油储层形成机理及分布特征

三塘湖盆地芦草沟组受印支运动影响,发育一套火山碎屑岩、云质岩及泥质岩混杂沉积的特殊湖相沉积建造。该区页岩油储集层以(中酸性)晶屑凝灰岩为主,晶屑成分主要是长英质,为熔浆中早期结晶的斑晶或火山通道围岩中的矿物在火山喷发过程中破碎形成。主要储集空间为火山尘粒间微孔、晶屑溶蚀微孔、岩屑溶蚀微孔及微裂缝。综合分析表明,芦草沟组主要发育上、中、下3套甜点段,厚度主要为5～40m,其形成主要受细粒凝灰岩的矿物组分、有机质丰度、构造运动影响,其中间歇性火山喷发是形成优质页岩油储集层的关键,溶蚀作用是储集层微储集空间形成的主要因素,微缝、微断裂是储层改造的关键。优质页岩油甜点有利区主要分布在马朗凹陷腹部及条湖凹陷南缘,埋深基本在2 500～3 500m之间,具有形成较大规模致密油藏的趋势,目前已发现的凝灰岩油藏主要位于该溶蚀区,油气显示活跃,具有较大的勘探潜力。     

聚乙烯废物与重质页岩油的混合加工工艺

关于重质页岩油与聚乙烯(PE)废物在高压蒸炉中不同温度和时段下的裂解处理已有相关研究。研究结果表明,共裂解处理有助于提高油质,并使得这类废物转化为液体燃料成为可能。当重质油和聚乙烯按1:1比例混合裂解时,油中脂肪烃的百分含量可以提高6倍以上,同时使杂原子化合物含量降低2倍以上,并且其粘度大幅降低。以任何比例混合的重质页岩油与聚乙烯废物裂解油都有着良好的相容性。爱沙尼亚网笔石属油页岩(D)作催化剂因其随油不饱和度(碘价)增加而提高裂解能力而优于市场上的Al-Co-Mo和阿克苏-诺贝尔(Mo+S)催化剂。因此,该混合裂解油需要加氢辅助。由于在达到聚乙烯的理想分解温度(450℃)之前重质油就会热分解产生大量焦炭和气体,因此,建议采取两阶段加热分解。第一阶段,在450℃将聚乙烯单独解构。第二阶段,把得到的聚乙烯油加到重质油中去,它们的混合裂解是在以加入5%的爱沙尼亚的网笔石属油页岩做催化剂的氢气中进行。     

三塘湖盆地页岩油资源评价关键参数的校正

热解参数S1是表征泥页岩中游离烃含量的关键参数,其准确性直接影响页岩油资源潜力评价结果的可信度,受实验分析技术的影响,测得的S1需要进行轻、重烃损失校正。通过对三塘湖盆地芦草沟组来源原油进行热解分析,初步证明热解参数S1中的重烃进入了S2中,进一步通过对抽提前、后热解实验参数的对比,确定了重烃校正系数为1.2。通过对比成熟度及类型均一致的松辽盆地青山口组一段泥岩的校正系数变化曲线,确定芦草沟组泥岩S1的轻烃校正系数为0.8。综合实验值及轻、重烃校正系数,确定芦草沟组泥页岩热解参数S1校正后是3S1。     

桦甸油页岩低温干馏影响因素研究

在自制的干馏装置上,以桦甸油页岩为原料,采用低温干馏的方法对影响页岩油收率的主要因素:升温速率、干馏终温、持温时间、页岩粒度、料层厚度等进行了考察。结果表明,采用变速升温速率(平均升温速率为5.5℃/min)进行升温,在干馏终温为525℃、持温时间为20 min、油页岩颗粒度小于6 mm、料层厚度为40 mm的最佳工艺条件下,页岩油收率可达到99.21%。