太赫兹（THz）光谱是油页岩资源评价的新兴工具，具有多种应用，如石油识别和太赫兹测年。科学家们正在研究其潜力，面临挑战，但认识到其未来在油页岩开采中的重要作用。
中国石油大学（北京）的研究人员对应用太赫兹光谱表征油页岩提供了全面的见解。
目前对油页岩的生油潜力和有机质热解的动态过程的认识尚不明确，导致其开发技术进展相对缓慢。太赫兹光谱作为油气资源领域新兴的评价方法，由于具有指纹特性、低能量、穿透力、宽带等特点，在多个方面显示出研究和应用价值。
“这些包括太赫兹测年、太赫兹勘探、原油鉴定、原油乳化破乳过程、油水两相流模式转变、原油在磁场中的分解、PM2.5监测和分级，”在中国石油大学（北京）油气光学探测技术北京市重点实验室工作的赵坤教授解释说。 中国。
研究人员全面回顾了太赫兹光谱在油页岩表征和评估中的应用。图片来源：中国石油大学（北京）的赵坤
为满足油页岩资源高效利用新理论和新方法的要求，中国石油大学（北京）赵教授及其“油气光学”团队近日综述了太赫兹光谱在油页岩评价中的进展和挑战。研究结果于2023年12月刊登于《能源评论》第2卷第4期。
太赫兹光谱在油页岩研究中的应用
在综述文章中，该团队总结了太赫兹光谱在表征油页岩各向异性、有机分布、干酪根指纹光谱、产油率、热解过程和太赫兹波吸收方面的应用。此外，考虑到油页岩未来的实际发展，他们提出了太赫兹技术的潜在途径。
利用太赫兹波的特点，提出了一种新的热太赫兹分析概念，重新发现了干酪根的热解模型。赵教授指出：“太赫兹波勘探最重要的发现是，使用太赫兹光谱可以同时表征主要产油区和天然气区，这是使用其他标准方法难以实现的。
干酪根在太赫兹范围内的特征吸收峰为微尺度和纳米尺度的干酪根研究提供了新的思路。由于各向异性太赫兹参数对产油率的依赖性很强，研究人员还实现了在没有热解的情况下直接评估产油量，以避免环境污染。
挑战与未来展望
“尽管油页岩太赫兹波表征取得了重要进展，但研究的广度和深度仍然不足，需要解决许多挑战，”赵教授强调说。在实际应用中，原位转化是未来油页岩大规模商业化的必然趋势。太赫兹光谱有望实时监测油页岩的井下裂解过程和油气的生产率。
赵教授总结道：“太赫兹波有望成为克服油页岩开采瓶颈问题的锋芒，在解决一些具体问题后，如高功率光源、高灵敏度检测、快速扫描成像、微纳太赫兹器件和较强的环境适应性。
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