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| 內容簡介： |
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《油页岩实验测试技术》是一本系统阐述油页岩资源开发过程中关键实验测试技术的专著。《油页岩实验测试技术》分为四篇，分别聚焦油页岩测试技术、油页岩热解特性测试技术、油页岩油测试技术及裂解气测试技术，深入探讨了油页岩的物理性质、地球化学性质、热解特性及其衍生物的物理化学性质的测试方法。《油页岩实验测试技术》结合基础理论与实验实例，详细介绍了传统测试技术与现代测试技术，包括热分析、色谱分析等先进手段，为油页岩资源的勘探、开发及利用提供了全面的技术支持。《油页岩实验测试技术》的出版对推动油页岩资源的科学开发和高效利用具有重要意义，是油页岩研究领域的重要参考著作。
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目录序前言**篇 油页岩测试技术1 油页岩物理性质测试技术 31.1 油页岩密度测试 51.1.1 颗粒密度测试 61.1.2 块状岩石密度测试 71.2 油页岩孔隙结构分析方法 111.2.1 电子显微镜分析 121.2.2 核磁共振孔隙结构分析 151.2.3 压汞分析 201.2.4 低温氮吸附孔径分析 261.3 油页岩渗透率测试 311.4 油页岩相对渗透率测试 371.4.1 稳态法测试油、水相对渗透率 401.4.2 非稳态法测试岩石相对渗透率 421.5 油页岩饱和度测试 441.5.1 蒸馏抽提法 441.5.2 常压干馏法 461.6 油页岩热物理性质测试 491.6.1 油页岩热传导系数测试 501.6.2 油页岩比热容测试 531.6.3 油页岩热膨胀系数测试 541.7 油页岩声学性质测试 561.8 油页岩电学性质测试 601.8.1 油页岩电阻率测试 601.8.2 油页岩的介电常数测试 622 油页岩地球化学性质测试技术 672.1 油页岩总有机碳测试 682.2 油页岩岩石热解测试 702.3 油页岩氯仿沥青测试 742.4 油页岩可溶有机物族组分测试 772.4.1 柱色谱法 772.4.2 高效液相色谱法 802.4.3 棒状薄层色谱-火焰离子化检测法 822.5 油页岩有机元素测试 852.6 油页岩镜质体反射率测试 872.7 油页岩岩石薄片鉴定 912.8 油页岩全岩光片显微组分测试 932.9 油页岩矿物组成测试 952.9.1 X射线衍射测试技术 952.9.2 矿物定量扫描电子显微镜 972.10 干酪根显微组分鉴定及类型划分 992.11 干酪根红外光谱分析 1012.11.1 干酪根的制备 1012.11.2 傅里叶变换红外光谱测试 103第二篇 油页岩热解特性测试技术3 油页岩工业分析测试技术 1073.1 含油率测试 1073.1.1 铝甑低温干馏法 1083.1.2 格金干馏法 1123.2 热值分析 1153.3 工业分析 1184 热分析测试技术 1214.1 热重分析测试 1224.1.1 常压热重分析 1224.1.2 高压热重分析 1244.2 差示扫描量热分析 1274.2.1 功率补偿型差示扫描量热分析 1274.2.2 热流型差示扫描量热分析 1294.3 绝热加速量热分析测试 1314.4 热分析联用测试 1334.4.1 热重红外联用技术 1334.4.2 热重质谱联用技术 138第三篇 油页岩油测试技术5 油页岩油物理性质测试技术 1455.1 油页岩油燃烧特性 1465.1.1 油页岩油燃点及闪点的测试 1465.1.2 油页岩油热值测试 1495.1.3 油页岩灰分测试 1515.1.4 油页岩油含硫量测试 1535.1.5 油页岩油酸值测试 1555.2 油页岩油密度测试 1575.2.1 密度计法 1595.2.2 比重瓶法 1615.3 油页岩油黏度测试 1635.3.1 毛细管法 1675.3.2 落球法 1705.3.3 旋转法 1735.3.4 振动法 1755.4 油页岩油高压物性测试 1775.4.1 溶解气油比、体积系数测试技术 1775.4.2 收缩率测试技术 1805.4.3 等温压缩系数测试技术 1835.5 界面张力测试 1865.5.1 圆环法和平板法 1885.5.2 悬滴法 1905.5.3 旋转滴法 1945.6 流体相行为测试 1966 油页岩油地球化学性质测试技术 2056.1 油页岩油族组分柱层析分析测试 2056.2 油页岩凝析油族组分分析测试 2086.3 油页岩油气相色谱分析测试 2106.4 油页岩油稳定碳同位素组成分析测试 2146.5 油页岩油核磁共振氢谱和碳谱分析测试 2186.6 油页岩油模拟蒸馏分析测试 220第四篇 裂解气测试技术7 裂解气物理性质测试技术 2257.1 裂解气燃烧特性测试 2267.1.1 裂解气热值测试 2267.1.2 裂解气爆炸极限测试方法 2287.2 裂解气相对密度测试 2307.2.1 气相色谱法 2307.2.2 气体相对密度计法 2417.2.3 光谱调制气体密度传感器法 2447.3 裂解气黏度测试 2507.4 裂解气高压物性测试 2537.4.1 压缩因子测试 2537.4.2 体积系数和等温压缩系数测试 2568 裂解气化学性质测试技术 2608.1 裂解气组成色谱定量分析测试 2608.2 裂解气中总硫含量测试 2678.3 裂解气中硫化氢含量测试 270参考文献 272
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**篇 油页岩测试技术 1 油页岩物理性质测试技术 油页岩是一种含丰富有机质的沉积岩，其物理性质的测试对于评估其资源潜力、开发方式和环境影响具有重要意义。本章介绍的测试技术包括油页岩的密度、孔隙结构、渗透率、相对渗透率、饱和度、热物理性质、声学性质和电学性质的测试方法。 油页岩的密度是其物理性质的一个重要参数，主要通过相对真密度（relative true density）来评价。相对真密度是指不包括固态物质中的孔隙的单位体积物质质量。油页岩的密度主要受沉积过程中渗入的矿物质质量分数及其密度的影响。不同矿区的油页岩，尤其是矿物质组成不同时，其密度差异较大。通常，密度越大，含油率越低。因此，通过简单的密度测试可以大致判断油页岩的品位。 孔隙结构是影响油页岩储层质量的关键因素。常用的测试方法包括直接观察法和间接测试法。直接观察法包括原子力扫描电子显微镜、聚焦离子束扫描电子显微镜等技术，这些方法虽然具有高可信度，但视野受限或成本较高。间接测试法则包括压汞法、气体吸附法（如N2吸附、CO2吸附）和核磁共振法等。其中，核磁共振法在表征中孔和大孔方面尤为合适，实验操作快速、灵敏、无损。压汞法则能表征较大孔径，但可能破坏孔隙结构。气体吸附法则适合表征微孔和介孔。 渗透率是表征气体或液体在岩石中运移能力的重要物理量。油页岩储层渗透率的测试方法根据其测试原理可分为稳态法、非稳态法和解吸流动法。稳态法测量气体在样品中流动达到稳态后的渗透率，通常适用于高渗透性岩石。尽管该方法**，但存在非达西流动特性导致的误差。非稳态法根据气体通过样品的瞬态流动行为（如压力衰减法）计算渗透率，适用于低渗透性样品。解吸流动法通过调控温度、压力等条件，使油页岩中吸附的轻质烃类或甲烷先完成解吸，再监测解吸气在岩石孔隙中的流动过程，结合流动规律反算渗透率，适用于高有机质含量的低渗透油页岩。在实际实验操作中，压汞法和气体渗透法是两类应用广泛的具体实验手段，其中压汞法技术成熟但可能破坏孔隙结构，而气体渗透法则更接近实际流体流动情况。 相对渗透率是指多相流体在岩石中同时流动时，每一相流体的渗透率与单相流体渗透率之比。相对渗透率的测试技术通常结合稳态或非稳态法，通过控制不同流体相的压力差和流量来测试。这些测试对于理解油页岩储层中多相流体流动行为、评估油气采收率具有重要意义。 饱和度是指岩石中被流体充满的程度，直接影响油气的储量和产能。常用的饱和度测试方法有浸泡法、孔隙压力法和核磁共振法等。浸泡法通过测量流体体积和质量变化来计算饱和度；孔隙压力法则通过测试孔隙中的压力变化来计算饱和度；核磁共振法则通过测量不同组分的核磁共振信号强度来计算饱和度。 油页岩的热物理性质包括热传导系数、比热容、热膨胀系数等，这些性质对油页岩的热解过程及产物分布有重要影响。热物理性质的测试通常使用专门的热物理测试仪器，在控制温度和时间的条件下测量油页岩样品的热响应。 声学性质的测试主要是通过声波在岩石中的传播速度和衰减特性来评估岩石的致密性、裂隙发育程度等。常用的测试方法是超声波脉冲法，通过测量声波在岩石样品中的传播时间来计算声速，进而分析岩石的物理性质。 电学性质的测试主要包括电导率、介电常数等参数的测量。这些参数与岩石的孔隙结构、含水饱和度、矿物成分等密切相关。电学性质测试常采用电阻率测试仪或介电常数测试仪进行，通过测量岩石样品在不同条件下的电学参数来评估其物理性质。 上述测试技术为油页岩资源的评估和开发提供了重要的科学依据，其常见的分析参数及执行标准见表1.1。 1.1 油页岩密度测试 油页岩，又称油母页岩，是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩。它与煤的主要区别是灰分含量超过40%，而与碳质页岩的主要区别是含油率大于3.5%。油页岩经过低温干馏可以得到油页岩油，这种油是含有碳、氢、氧、氮和硫的液态化合物，可用于制造汽油、柴油或作为燃料油使用，因此被称为人造石油。 油页岩的密度，也称为相对密度，通常介于 1.40～2.70g/cm3，这一数值与油页岩中有机质的质量分数密切相关。具体来说，当有机质的质量分数大于30%时，油页岩的密度通常在2.20g/cm3以下；当质量分数低于30%时，密度介于2.20g/cm3到2.70g/cm3之间。作为一种天然多孔介质岩石，油页岩的密度测试方法与常规多孔介质的密度测试方法相同。多孔介质是指一种内部含有许多微小空隙或孔洞的材料，这些空隙可能是封闭的，也可能是相互连通的。这些空隙可以是由材料本身的性质决定的，如天然岩石、土壤、木材等，也可以是人为制造的，如多孔陶瓷、泡沫金属等。 多孔介质的密度是指其单位体积的质量，是描述其物理性质的重要参数之一，对其力学性能、热学性能、吸附性能等具有重要影响。不同形态（颗粒、块状）的油页岩样品所需的密度测试方法不同，本节将分别介绍颗粒密度测试方法和块状岩石密度测试方法。 1.1.1 颗粒密度测试 1.测试原理 通过实验测试介质颗粒的体积和质量，从而计算出其密度。具体操作方法为：将粉碎并烘干后的样品放入比重瓶中称重，加入试液至比重瓶容积的一半处，充分排气；然后用试液注满比重瓶，称量比重瓶、试液和样品的总质量；随后洗净比重瓶，注入经排气处理并与实验同温度的试液至比重瓶内，称量比重瓶和试液的质量，计算颗粒密度。 2.仪器设备 进行油页岩颗粒密度测试的实验装置主要包括：粉碎机或研钵、量程值为200g且精确度为0.001g的天平、样品盒、干燥箱、干燥器、真空抽气设备、煮沸设备、容积为100mL的比重瓶、恒温水槽、测量范围为0～50℃且精确度为?0.5℃的温度计。 3.样品准备和测试流程 样品处理分为两种情况：对于不含磁性矿物的岩石，使用粉碎机将其粉碎并通过0.25mm分析筛，随后用磁铁吸去铁屑；对于含磁性矿物的岩石，则应使用瓷研钵或玛瑙研钵进行粉碎，并确保全部通过0.25mm分析筛。 测试流程如下：进行两次平行测试，取约50g制备好的样品置于105～110℃干燥箱内烘干，烘干时间大于6h，然后取出放入干燥器冷却至室温并称量，每隔2h重复此步骤直至相邻两次称量误差小于0.1%。根据比重瓶的容积（100mL或50mL），分别取烘干的样品约15g或7g装入比重瓶中。注入试液（纯水或煤油）至比重瓶一半容积处，摇动以分散颗粒。对于含可溶性矿物的岩石，使用煤油作为试液。排除气体时，纯水试液可使用振荡法、煮沸法或真空抽气法，煤油试液则使用振荡法或真空抽气法。煮沸法排除气体需至少 1h，真空抽气法在 100kPa压力下进行至少1h，振荡法需15～30min。排气后，将试液注入比重瓶至近满，置于恒温水槽内稳定温度并静置澄清。澄清后，塞好瓶塞，使多余试液溢出，擦干瓶外水分并立即称量比重瓶、试液和样品的总质量，同时测量试液温度。*后，倒出悬液，洗净比重瓶，注入同温度的经排气处理的试液，重复上述称量步骤。若比重瓶已校正，可直接查得实际温度下瓶和试液的质量。
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