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油页岩资源丰富,未来可能成为油气资源的重要补充能源。目前应用较多的地面干馏开采油页岩技术存在较多的弊端,而原位开采技术相对地面干馏而言优势明显。许多国际石油公司纷纷投入到油页岩原位开采技术的研发中。基于这一背景,研究影响页岩油原位开采的地质因素,建立起原位开采的评价参数指标,并以此为依据优选出有利于原位开采的油页岩矿区,具有重要的科学意义和战略意义。 本文综合运用有机地球化学、有机岩石学、矿物学和数值模拟等理论与方法,研究了油页岩热解特征,剖析了影响原位开采的各种因素。以ICP技术和MIT技术为例,采用数值模拟的方法对页岩油原位开采过程进行了模拟,并结合当前技术经济条件,初步建立了一套页岩油原位开采的评价参数指标。然后,用这套参数,优选出我国有利于进行原位开采的油页岩矿区。 油页岩热解实验数据和热失重实验数据标定结果表明,两组实验数据求得的活化能均与平行一级反应-离散分布模型符合最好。前者的活化能在240kJ/mol左右。后者的活化能相对分散,在219.34kJ/mol~252.44kJ/mol之间。 通过对影响原位开采的各种因素的剖析,认识到含油率和厚度直接决定了油页岩的资源量,是最重要的影响因素;水文条件、工艺技术、含水率和矿物组成,会影响到开采成本和采收率,是较为重要的影响因素;有机质的类型和成熟度,影响着油页岩生烃的温度区间;导热性影响加热效果;地层压力影响油页岩的孔渗性和页岩油的采收率等,这些为一般的影响因素。用数值模拟的方法,分别对ICP技术和MIT技术进行了评价,并在当前经济条件的基础上,得到了两种技术的厚度和含油率的评价参数指标。 最后,应用这两套评价参数对我国主要的油页岩矿区进行了评价。评价结果表明,仅辽宁抚顺盆地、广东茂名盆地、山东黄县盆地和青海大煤沟油页岩适用于ICP技术;而绝大多数油页岩矿区均适用于MIT技术。