岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (12): 3757-3772.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1602CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1602
张枭1,李利萍1,唐巨鹏1, 2, 3,余泓浩1,赵亚茹1
ZHANG Xiao1, LI Li-ping1, TANG Ju-peng1, 2, 3, YU Hong-hao1, ZHAO Ya-ru1
摘要: 高温蒸汽作用下催化剂是提高油页岩热解效率及改善渗流通道的有效途径,是油页岩原位注热开采实现工业化的前提。采用试验研究方法,以山东龙口油页岩为研究对象,采用自主搭建的油页岩热解试验系统对经过催化剂浸泡后的油页岩开展高温蒸汽热解试验、低温氮气吸附试验、单轴压缩试验,综合分析了微观孔隙结构参数以及油页岩损伤程度随催化剂浓度变化规律,得到了吸附量、比表面积、孔体积、力学参数等随催化剂浓度的变化规律。主要结论如下:(1)MnSO4、CrCl3溶液浸泡后的油页岩相较于未浸泡催化剂的油页岩质量损失率均有大幅度增加,最大增加幅度分别为6.9%、4.7%。(2)随催化剂浓度升高,油页岩内部孔隙发育主要以小介孔(2~10 nm)为主,Barret-Joyner-Halenda(BJH)孔体积、比表面积均增大;由于小介孔大量发育,平均孔径呈现先增大后减小的趋势;分形维数减小。(3)经过催化热解的油页岩弹性模量均有不同程度的衰减,且随着催化剂浓度增加,衰减程度加剧,弹性模量最大衰减为2.43、3.35 GPa,两者峰值弹性能均小于0.12 MJ/m3。催化剂浓度越高,油页岩热解程度越高,油页岩的吸能、储能及释能性质减弱,而耗能性质增强。
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