中—低成熟页岩油具有黏度高、流动性差、采出驱动力有限的特点,制约了页岩油开发。原位加热转化被认为是开发中—低熟页岩油的最有效手段,其中,电磁波辐射加热技术因具有加热速度快、可选择性加热、能量损失低等特点而备受关注。中国石油大学(华东)王民教授团队基于自主研发的电磁波热解仪,通过对松辽盆地青山口组一段富有机质泥页岩开展辐射加热,同时与常规加热技术对比,揭示了泥页岩在两种加热条件下生烃产率、产物特征以及化学结构的演化特征,以期为电磁波辐照加热技术在页岩油原位转化中的应用提供理论基础。相关研究认识刊登在《石油学报》第45卷第10期。
(1)微波辐射加热能够有效地降低反应的活化能,促进干酪根热解生烃过程中的一系列化学反应,如甲基侧链和C—C桥键断裂、硫醇基裂解等,使页岩有机质更早地裂解生成长链烷烃和CH4、C2H6、C2H4等小分子烃类化合物。
(2)相较于常规加热技术,相同温度的微波辐射加热可使页岩样品能够生成更多的油气,反应后样品的剩余生烃潜力(裂解烃含量S2和氢指数HI)更低、干酪根的脂肪族含量更少、芳构化程度更大、生烃转化率更高,这表明微波辐射加热的效率更高,页岩有机质的裂解生烃更加彻底。
(3)微波辐射加热促进了干酪根脂肪链的断键分解、羧酸结构脱除、长链烷烃分解等反应,促使干酪根在裂解阶段生成更多长链烷烃,以及重质组分在裂解阶段生成更多的小分子烷烃,尤其是CH4。此外,微波辐射加热能够促进链烷烃的脱氢以及硫醇基分解反应,促使页岩气体组分中产生更多的烯烃类气体和H2S。
论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202410004