高温水蒸汽作用后油页岩渗透特性及各向异性演化的试验研究

摘要

油页岩是各向异性明显的沉积岩,以水蒸汽作为载热流体热解油页岩的过程中,岩体内部结构会发生复杂的变化。为了研究水蒸汽温度对油页岩渗透率及各向异性特征的影响规律,设计注水蒸汽热解油页岩的反应装置,对平行层理和垂直层理2个方向上的油页岩样品进行渗透率测试试验,计算得到渗透率各向异性系数,同时进行不同加热模式下油页岩渗透率的对比。研究结果显示:首先,垂直层理方向油页岩的渗透率较小,其量级最大也仅为10^(-2) mD,当热解温度从314℃增加到382℃的过程中,渗透率增幅明显,达到了2933倍;其次,平行层理方向油页岩渗透率的量级要远大于垂直层理方向油页岩渗透率,当热解温度从382℃增加到555℃,渗透率增幅显著;再次,当热解温度为314℃时,渗透率各向异性系数达到最大值,热解温度从382℃增加到555℃的过程中,渗透率各向异性系数较小,基本上呈缓慢增加趋势;最后,蒸汽加热和直接干馏2种加热模式下油页岩渗透率的区别主要体现在平行层理方向上,当热解温度从314℃增加到382℃,高温水蒸汽作用后油页岩在平行层理方向渗透率的增大程度要显著于直接干馏模式。