黏土矿物对超临界水中稠油改质的影响

本研究对稠油在超临界水环境中的提质过程以及常见黏土矿物(包括蒙脱石、高岭土、伊利石和绿泥石)对提质过程的影响规律进行了探究。研究主要包括了黏土矿物对稠油提质过程的主要产物(气、油、焦)的产量和成分组成的影响规律,揭示了四种常见黏土矿物对稠油超临界水改质过程产物的影响规律,并分析了其影响机制。研究发现,绿泥石和蒙脱石对稠油改质过程的产量方面产生了正向的催化效果,能够在抑制结焦的同时使产油产气量提升或保持原有水平.而伊利石和高岭石则展现出了双向催化效果,即同时促进了油向气和焦的转化。在气体组分方面,蒙脱石的存在提高了气体产量的同时增加了气体产物中二氧化碳的比例,而伊利石、绿泥石和高岭石的催化作用为提高气体产率而不能改变气体成分组成。在产油方面,绿泥石的存在使油的产量上升,而其余三种黏土矿物的存在使油的产量出现不同程度的下降。在产油组分方面,黏土矿物能够催化稠油中的重质组分裂解为轻质组分。在结焦方面,黏土矿物对焦的产量和特性有明显的影响。蒙脱石和绿泥使结焦量出现明显下降。并且,黏土矿物均能够使焦的DTG峰值温度出现明显下降,从而使焦具有更好的氧化活性。

超临界水转化低成熟富有机质页岩生烃特性实验研究

本文采用非等温加热反应器模拟了低成熟富有机质页岩在400℃、25 MPa超临界水中2∼12 h范围内的生烃过程。结果表明转化后的产物在油气水中均有分布。在2∼12 h范围内,有机碳动用程度随时间的增加逐渐升高,在12 h时可达30%以上。产油率随时间的增加先增后减,在4 h时达到最大值22.11 kg(油)·t^(−1)(页岩)。产气率随时间的增加逐渐升高,在12 h时达到最大值32.88 m^(3)(气)·t^(−1)(页岩)。产油中的饱和烃和芳香烃总含量始终大于80%,随着反应时间的延长,产气中甲烷、乙烷和氢气的选择性增强,水溶性有机物含量先增后减,在反应时长8 h时水TOC达到峰值259.98 mg·L^(−1)。超临界水还能够有效脱除低成熟富有机质页岩中的黄铁矿,并促进页岩内部的介孔和大孔发育。

页岩干酪根提取及超临界水转化特性研究

干酪根是低成熟页岩中的主要有机质,其在超临界水中转化特性是发展超临界水地下原位转化技术的基础。本文开展了页岩干酪根的超临界水转化规律研究,利用酸洗对干酪根进行提取,主要调研盐酸、氢氟酸、硝酸的使用对干酪根本体的影响,并简单分析干酪根在超临界水温度变化时的生烃转化规律。研究发现,380°C、25 MPa的条件下,油收率达到最大值0.13 g·g^(-1)(干酪根),同时可燃页岩气最佳产率可达到800 mL·g^(-1)(干酪根),证明了超临界水能高效地将低成熟度页岩转化成高品质油气产品。