油页岩是中国重要的非常规油气资源，资源量居世界第二，折合为油页岩油远超现有探明石油储量，具备大规模商业开发潜力。原位热采通过对地下油页岩储层直接加热，实现有机质热解生成油气。为提升热解效率和产物输出，对流加热方式成为关键技术路径，其中载热流体需兼具强效的渗流、传热和携带特质，就涉及油页岩在相关载热流体热解条件下细观结构与宏观力学响应行为的研究。超临界水具有极强的传质、传热和溶解性能，常常被用作一种优良的反应介质，对各种生物质、煤炭、油焦等均能实现高效清洁的热解转化，非常适合作为深部油页岩资源原位转化的载热、传输流体。本研究采用高分辨CT对比分析油页岩在无水与近/超临界水热解下的多尺度孔裂隙结构演化，并通过三轴渗透与单轴力学试验揭示细观结构变化对渗流和力学性能的影响。研究成果为深部油页岩在高地应力环境下的高效对流热采提供了理论支撑。相关研究认识刊登在《石油学报》第46卷第4期。

（1）揭示油页岩近/超临界水热解显著促进裂隙网络发育机制。在近/超临界水热解条件下，高温高压的流体沿原生层理面优先渗入油页岩内部，诱导产生由热膨胀应力引发的大量平行于层理方向的裂隙。这种水热作用不仅形成了更复杂的裂隙网络，还促进层间交叉裂隙的产生，大大增强了裂隙连通性与渗流通道的有效性。

（2）阐明油页岩近/超临界水热解提高渗透率的响应机制。油页岩在近/超临界水环境下的渗透率远高于无水环境，差异达到20～50倍。这一变化不仅归因于裂隙结构拓展，还涉及矿物组分在高温水热条件下的重构。高岭石和绿泥石等黏土矿物发生转化，形成具有大量微纳米孔隙的伊蒙混层结构，进一步提升了渗透性能。

（3）揭示近/超临界水参与下油页岩力学弱化与离层变形机制。近/超临界水不仅促进油页岩热解和孔隙生成，还显著降低其力学强度，使岩体在较低温度下出现离层现象。这种力学弱化源于水热环境加速有机质分解、削弱颗粒间胶结力，并在裂隙集中区域引发显著变形。

论文链接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202504010