油砂开采技术前期研究

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1、油砂开采技术前期研究油砂是一种沥青、砂、富矿黏土和水的混合物，形成于白垩纪，外观似黑色蜜糖，其中10%〜12%（质量分数）为沥青,它是油砂矿内所含的原油,砂和黏土等矿物质占80%〜85%，其余的3%〜5%是水。油砂矿藏一般埋藏在地表至760m深的地下，属于非常规石油资源。由于其沥青油的含量较高，因此其粘度较大，通常大于1.0xl04mPaSo1储量与资源分布全球油砂资源非常巨人，目前世界探明的油砂资源量约为3.74X1012桶。lit界上有70多个国家蕴藏油砂资源，油砂丰富的国家有加拿人、前苏联、委内瑞拉和美国，。其屮95%油砂资源集屮在加拿大。我国的油砂资源量

2、也比较丰富，储量居世界第五。1.1国外主要国家油砂资源加拿人油砂资源量巨人，油砂资源量约为2.9X1012桶。加拿大油砂主要分布在Alberta省，其油砂资源分布特殊，埋藏很浅，深度一般不超过75m,蕴含于下白垩统砂岩及上泥盆统至密西西比统灰岩和白云岩中，主要分布在北部的Athabasca>ColdLake及PeaceRiver三个区域。在这三个区域屮，Athabasca是世界上最大的己知油砂资源，也是唯一的一个出露地表的油砂矿，其地质储量达1.34xl012桶，恰好分布在Athabasca河的河谷中。加上ColdLake与PeaceRiver等地区的油砂和重油

3、资源，加拿大已探明的油砂和莹油资源达2.5X1012桶，相当于整个中东地区的石油蕴藏量。除这三个区之外，其他地区如Melville岛、加拿大极地和Wabasca等地也有汕砂资源分布。俄罗斯油砂分布广泛，各含油气盆地儿乎均有发现，资源量约为0.7X1012ft其90%的潜在油砂资源集屮于古老地台区的隆起带和断裂带。主耍分布在提曼伯朝拉、伏尔加乌拉尔、滨里海、四伯利亚等盆地屮。美国油砂资源量约为6.9X1O10桶，主耍富集于阿拉斯加洲和犹他洲，各占总数的30%以上。例如，加利福尼亚洲Ventura盆地Oxnard油田，资源量近5.0x109桶。产汕砂层位为中新统Mo

4、delo组、Conejo组和上新统Pico组。1.2中国油砂资源我国油砂资源丰富，分布非常广阔，在新疆的准喝尔盆地、吐哈盆地、塔里木盆地；青海柴达木盆地、内蒙古的松辽盆地两部、二连盆地、中口了盆地；四川盆地、西藏羌塘盆地、广东三水、茂名盆地；云南景谷盆地；广西百色盆地、楚雄盆地、贵州麻江和翁安等地均有分布。我国油砂点多面广，且含油率高，有的地区油砂含油率高达12%以上，勘探前景十分喜人。2开采技术油砂与常规石油及天然气有很人不同，在原有状态下难以用普通的右油开采方法采出，需要进行特别处理。根据油砂储藏深度的差异，油砂的开采可以分为就地开采法和鉤天开采法两大类。2

5、.1就地开采对于埋藏较深(>75m)的油砂，因需要剥离的盖层过大、成木过高而无法应用露天开采技术，这些埋藏较深的油砂约占油砂储量的85%以上，需耍就地开采技术。就地开采法是利用热蒸汽燃烧化学剂或振动声学和电磁等方法处理油砂矿藏，以降低油砂稠油(沥青)黏度使具流过基岩而聚集，然后从油井中采出的方法。就地开釆方法包括热釆工艺、化学工艺和冷采工艺等。2.1.1热采工艺热采工艺主要包拾蒸汽吞吐、蒸汽驱油、火烧油层、蒸汽辅助重力泄油技术、注入溶剂技术、井下就地催化改质开采技术、水热裂解开采技术等。(1)蒸汽吞吐(CSS)蒸汽吞吐乂称周期性注蒸汽、蒸汽浸泡或蒸汽激产等，就是

6、先向油井注入一定屋的蒸汽，关井一段时间，待蒸汽的热能向油层扩散后，再开井生产的一•种开采重汕的增产方法。这是一种相对简单和成熟的注蒸汽开采汕砂的技术。其机理主要是加热近井地带原油，使之粘度降低，当生产压力下降时，为地层束缚水和蒸汽的闪蒸提供气体驱动力。该技术工艺施工简单、收效快，是20世纪80年代在委内瑞拉发展起來的，注入的助剂主要有天然气、溶剂(轻质油)及高温泡沫剂(表面活性剂)。近儿年蒸汽吞吐技术的发展主耍在丁•使用各种助剂改善吞吐效果。目前这项技术在美国、委内瑞拉、加拿大应用广泛。加拿人蒸汽循环激励生产法是蒸汽吞吐技术的拓展，通过注入高压力的蒸汽，加热地层

7、，降低沥青的粘度，使其流动。一般包括3个阶段：①注汽阶段。在这一阶段，将具有一定干度的高温高压蒸汽注入到油砂层屮。注入量取决于油砂层厚度，一般在40〜100t/m。②炯井阶段。注完汽后，立即关井，使蒸汽携带的热量交换到油砂层中，用于加热油砂层，降低原油粘度。热量使沥青软化，水蒸汽使沥青稀释并使沥青与砂子分离。炯井时间一般在1周左右为宜。③抽油阶段。将可以流动的沥青抽到地面。当汕井产汕量接近经济极限产汕量时，此周期结束，开始进入下一轮蒸汽吞吐周期。除了加热地层，高压蒸汽还可以在储层屮产生裂缝，改善流体的流动状况。(2)蒸汽驱蒸汽驱是把蒸汽连续注入油藏加热和驱替稠油

8、的一种方法，具机理主耍是