当光谱学遇上页岩：科学家认识到太赫兹波在资源开采中起到的重要作用
中国石油大学的研究人员对应用太赫兹光谱表征油页岩提出了全面的见解。目前，人们对油页岩的生油潜力和有机质热解动态过程的认识还不清楚，导致其开发技术进展相对缓慢。太赫兹（THz）光谱作为油气资源领域的新兴评价方法，因其指纹特性、低能耗、穿透力强、宽频带等特点，已在多个方面体现出研究和应用价值。
"这些应用包括太赫兹测年、太赫兹勘探、原油识别、原油乳状液破乳过程、油水两相流的模式转换、原油在磁场中的解聚、PM2.5 监测和分级等。"中国石油大学（北京）油气光学探测技术北京市重点实验室赵昆教授解释说。
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。资料来源：中国石油大学（北京）赵昆
为满足高效利用油页岩资源对新理论和新方法的要求，中国石油大学（北京）赵昆教授及其"油气光学"团队最近综述了太赫兹光谱学在油页岩评价中的进展和挑战。他们的研究成果发表在 2023 年 12 月出版的《能源评论》（Energy Reviews）第 2 卷第 4 期上。
在这篇综述文章中，研究小组总结了太赫兹光谱在表征油页岩的各向异性、有机物分布、角质指纹谱、产油量、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情况，他们还提出了太赫兹技术的潜在途径。
利用太赫兹波的特点，提出了热太赫兹分析的新概念，重新发现了角质的热解模型。赵教授指出："太赫兹波勘探最重要的发现是，可以利用太赫兹光谱同时表征主生油区和天然气区，这是其他标准方法难以实现的。"
太赫兹范围内角质层的特征吸收峰为研究微米级和纳米级角质层提供了新的视角。由于各向异性的太赫兹参数与石油产量密切相关，研究人员还实现了不经热解直接评估石油产量，从而避免了环境污染。
赵教授强调说："虽然油页岩的太赫兹波表征取得了重要进展，但研究的广度和深度仍有欠缺，许多难题亟待解决。在实际应用方面，原位转化是未来油页岩大规模商业开发的必然趋势。太赫兹光谱有望实时监测油页岩的井下裂解过程和油气生产率。太赫兹波在解决了大功率光源、高灵敏度检测、快速扫描成像、微纳太赫兹器件、环境适应性强等一些具体问题后，有望成为攻克油页岩开采瓶颈问题的利刃。"
