岩石物性的研究是油气资源勘探的重要工作之一,利用热解方法对岩石进行处理、分析岩石的热解过程并得出规律对于提升勘探效果、优化开采方式以及有效利用资源具有重要的理论意义和工程应用价值。在经历高温热解后,储层岩石的孔隙裂缝、矿物成分和晶体结构均会发生改变,在实际工程中直接影响地下流体的流动环境、钻孔形状以及地热资源的开发。本文以太赫兹时域光谱技术为主要研究方法,对典型储层岩石和纯净含水矿物的热解过程进行表征,从仪器的检测极限、样品的制备和样品的检测方式三个角度出发优化实验方案和检测手段;通过热解实验和理论分析研究了石灰岩、砂岩在热解过程中发生的物理化学反应和矿物成分的变化规律;借助了X射线衍射技术、热重分析技术和扫描电子显微镜技术等先进的现代分析测试方法对样品成分、结构、质量和微结构随温度的变化进行综合分析,并取得了以下研究结果:1.利用太赫兹时域光谱技术研究了石灰岩的热解过程。在石灰岩热解的初级阶段,石灰岩中的自由水和结合水受热蒸发为水蒸气,使得样品的折射率和太赫兹吸收系数减小,随着热解温度的升高,岩石中的碳酸盐矿物开始分解,反应物和生成物具有不同的分子振动模式,岩石在太赫兹波段的单位衰减系数发生连续的变化,当热解温度达到800°C时,岩石中的氧化物大量生成,样品的折射率明显下降,太赫兹吸收明显增强。2.研究了储层岩石在不同阶段的热解产物与太赫兹波响应机理,进一步研究了砂岩热解过程。由于岩石中矿物组分和含量不同,使得热解过程中折射率和单位衰减系数呈现了不同的变化趋势。除此之外,矿物中水的含量和形式也对太赫兹响应随温度变化的规律产生了很大的影响。3.在岩石热解过程的研究中发现,水的存在是影响光谱数据变化的重要因素。探究了水的存在形式对太赫兹响应的影响,利用太赫兹时域光谱技术研究了五水硫酸铜的热解过程,五水硫酸铜连续的脱水过程使得太赫兹信号不断发生变化。在热解的初级阶段,五水硫酸铜样品中仅有水的状态与含量发生变化,脱离了五水硫酸铜晶体的水分子不会立即蒸发,而是以自由水的形态附着在水合硫酸铜附近,并在60°C的时候使晶体中的结晶水和自由水达到动态平衡,从太赫兹光谱数据中可以看出,60°C的样品对太赫兹波的吸收能力最强,进而导致了太赫兹信号随五水硫酸铜的热解过程呈现出先减小后增大的趋势。