由于我国“富煤贫油少气”资源禀赋,原油对外依存度也不断创造历史新高。对于中国来说,加快对石油安全措施的探索迫在眉睫。目前,我国原油对外依存度已经达到了70%以上,远远高于国际安全警示线,成为世界第一大石油进口国。同时,我国天然气对外引进度现在也超过40%,油气能源安全形势十分严重,已经成为“卡脖子”问题。因此,积极推动油页岩原位转化技术研发,对提高我国石油资源的地质储备和技术储备、将能源安全牢牢掌握在自己手中具有重要战略意义。油页岩原位转化技术的突破和大规模工业化应用,将会像美国的“页岩油气革命”一样,掀起一场“油页岩油气革命”,“油页岩油气革命”也将会对我国和世界的能源格局产生重大影响,对国家经济社会的发展具有重要推动作用。本文以吉林省松原市扶余市—长春岭地区为研究区域,采用计算机数值模拟方法,开展了针对油页岩原位开采地面实验装置4种供气速度情况下的数值模拟,开展了平行井组2种模型9种情况的稳态模拟及2种模型的瞬态数值模拟研究,通过油页岩原位开采地面实验装置数值模拟,主要得出了如下结论与认识:(1)发现试验装置模拟的速度场与温度场具有放射状结构,温度场呈现出放射状结构的特点很可能是由于加热气体的流动呈放射状结构所导致的。油页岩样本的受热过程具有不均一性,这种不均一性可能会引起岩石变形的不均匀性,并对岩石的加热效果产生重要影响。(2)优化模拟装置,增加注气速度能够令加热效率近似线性增加,因此在成本允许范围内,尽量增大流速可以有效地提升加热效率;扩大注气开口角度实际上不能提升加热效率,反而加大了热损耗。(3)模型A和模型B的瞬态模拟结果均表明油页岩的受热过程经历了初始加热、持续加热、趋稳三个阶段,当油页岩层被加热到100天时,温度场基本趋于稳定。(4)生产井与注热井的间距对油页岩温度场有一定的影响。生产井增多可以有效提高加热效果。在同样供气速度的情况下,模型B的加热效果好于模型A的加热效果。(5)最优注热井与供气速度之间存在密切关系,供气速度越大,最优井距越大。在模型A和模型B的情况下,当供气速度为15m/s时最优井距为5m。在如下两个方面具有一定创新性:(1)发现油页岩的温度场和流场存在放射状结构,这一认识为大型地面装置的建造提供参考依据。(2)突破了大模型和微细结构数值模拟的难题,揭示了井距、注热井与生产井间距、供气速度等参数对油页岩加热效果的影响。