油页岩资源潜力巨大，原位转化技术能够克服地层深度、环境污染等因素的限制，具有良好的应用前景，目前仍处于理论和应用探索阶段。研究选取抚顺、茂名等油页岩样品，分别开展了开放体系下的Rock-Eval和PY-GC实验及封闭体系的黄金管热模拟实验，利用平行一级反应动力学模型和总包多级反应动力学模型对油页岩生气态烃、轻烃和重烃的动力学参数进行了标定，最终在对地层封闭性研究的基础上，结合温度场数据对半开放体系下油页岩原位开采过程中的产物进行了预测。结果表明，油页岩热解生烃遵循“时温互补”特性，产物逐渐由油气共生，以油为主变为以气为主。成熟度高的油页岩热解生烃进程滞后，生烃需要更高的加热温度/更长的加热时间，成熟度对生气（C_1-5）、生轻烃（C_6-14）和生重烃（C₁₄₊）过程的影响依次降低。封闭体系与开放体系，最大产烃率接近，但产物组成特征不同。EasyRo<1.0%开放体系与封闭体系产物组成接近，1.3%左右时封闭体系重烃产率较开放体系减少50%，2.0%左右时封闭体系产物变为气态烃和少量轻烃。平行反应动力学模型用多个平行反应表征油页岩的生烃过程，对生烃过程的拟合普遍较好。油页岩有机质类型单一，总包多级模型可以对开放体系下初次热解生烃的主体阶段进行良好的拟合，但对包含二次裂解的封闭体系热解生烃过程拟合精度稍低。油页岩生气、生轻烃和生重烃的母质类型逐渐单一，活化能分布逐渐集中，生烃期逐渐变短，反应级数逐渐降低。地层封闭性受控于油页岩热解进程和岩性组合，随着成熟度的增加，油页岩所生油气中轻组分的比例逐渐增加，地层封闭性降低，厚层页岩封闭性高于互层型高于页岩嵌套型。按照0.5℃/天的升温速率，油页岩热解生烃的主体温度介于250-400℃之间，C₁₄₊重烃在250℃左右开始大量生成，C_1-5在300℃开始生成，C₁₄₊重烃和C_6-14轻烃分别在300℃和350℃发生裂解，与壳牌石油公司研究结果基本一致。研究过程中完成了油页岩原位热解动力学软件的编制，总体分为热解动力学参数标定和地质应用两部分。前一模块的功能是实现利用不同模型和标定方式优化获取油页岩热解的动力学参数，后一模块的功能是将动力学参数结合油页岩原位开采的温度场实现油页岩热解产物的预测。使用过程中油页岩热解转化率计算、油页岩演化程度评价等环节均可实现批处理操作，具有良好和可操作性和应用前景。经对比软件应用效果达到国外同类商业软件水平。
 

油页岩；原位转化，动力学，地层封闭性，产物预测