油砂

油砂是指富含天然瀝青的沉積砂。因此也稱為“瀝青砂”。油砂實(shí)質(zhì)上是一種瀝青、沙、富礦粘土和水的混合物，其中，瀝青含量為10～12%，沙和粘土等礦物占80～85%，余下為3～5%的水。具有高密度、高粘度、高碳?xì)浔群透呓饘俸康挠蜕盀r青油。注意，在有些沉積例如西加拿大“油砂”沉積當(dāng)中，天然瀝青的含量在一些諸如粉砂巖、碳酸鹽的巖性當(dāng)中可能占主導(dǎo)地位。焦油砂占據(jù)了世界石油儲(chǔ)量的66%。

油砂開采及分離

油砂的開采技術(shù)

油砂的開采分為露天開采和原地開采。

加拿大Syncrude公司是全世界最大的從油砂中生產(chǎn)石油的制造商,在阿薩巴斯卡從事油砂的露天開采活動(dòng),其油砂的露天開采技術(shù)在世界上處于領(lǐng)先地位。

對(duì)于原地開采，廣泛采用的方法主要有以下幾種：

(1)循環(huán)蒸汽強(qiáng)化法(CSS)；

(2)蒸汽輔助重力排泄法(SAGD)；

(3)出砂冷采技術(shù)；

(4)地下水平井注氣體溶劑萃取技術(shù)(VAPEX)；

(5)井下就地催化改質(zhì)開采技術(shù)；

(6)水熱裂解開采技術(shù)。

油砂的分離技術(shù)

國外油砂分離技術(shù)主要有3種:熱水洗法、溶劑萃取法、熱解干餾法。據(jù)油砂結(jié)構(gòu)不同所采用的分離方法不同,一般水潤型油砂適合水洗分離,油潤型油砂適合有機(jī)溶劑萃取分離或熱解干餾分離。在國內(nèi)油砂分離技術(shù)還僅處于室內(nèi)研究階段。

油砂環(huán)境問題

對(duì)眾多的批評(píng)者而言，開采油砂帶來的環(huán)境后果就擺在眼前，它們就是叫停增產(chǎn)油砂的充足理由。為獲取焦油砂，各開采公司用推土機(jī)在濕地上推出一個(gè)巨大的的露天礦坑。在礦坑內(nèi)，世界上最大的傾卸卡車將這些黑金運(yùn)到附近的分離工廠，在這里，這些含有瀝青的土被壓碎和稀釋，瀝青然后就浮于表面可以被分離出去。這個(gè)分離過程需要消耗大量的水和能量，并產(chǎn)生了聲名狼藉的“尾礦”，這些尾礦由剩下來的砂子、殘存的瀝青、水、黏土顆粒和污染物組成。由這些尾礦形成的湖泊有的已經(jīng)存在幾十年了，成了大地的一塊瘡疤。

用挖掘油砂的方法采油只占整個(gè)瀝青油產(chǎn)量的一半以上而已。隨著淺層油砂礦資源的枯竭，這種采油工藝的比重將逐漸下降。提取埋藏更深的油砂中的石油看起來雅致一些了，但對(duì)環(huán)境也造成損害。典型的工藝是先鉆井，然后通過井眼將蒸汽泵入地下，油砂中的瀝青被蒸汽熔化，這樣便容易被抽吸至地面。加熱蒸汽需要燃燒大量的天然氣，這個(gè)過程排放出大量的二氧化碳。開采油砂礦的批評(píng)者們說，這兩種方法都威脅到當(dāng)?shù)氐暮恿鳎舅懒唆~類，破壞了景觀，殺死了野生動(dòng)物，污染了空氣。

反對(duì)生產(chǎn)這種“臟油”的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)形成勢(shì)頭。由加利福尼亞的領(lǐng)頭的幾個(gè)州都通過了相關(guān)立法，旨在阻止本州公民獲得產(chǎn)自艾伯塔的石油。一些美國零售商雖然發(fā)誓不購入產(chǎn)自油砂的燃料，但卻沒有兌現(xiàn)其諾言。各環(huán)保組織聯(lián)合發(fā)起了一項(xiàng)“重新考慮艾伯塔”的運(yùn)動(dòng)，勸阻游客不要到這個(gè)省去旅游，直到該省停止擴(kuò)大開采焦油砂為止。

艾爾伯塔省政府通過在報(bào)紙和時(shí)代廣場(chǎng)做廣告的方法進(jìn)行了反擊。油砂業(yè)界也推出有特色的宣傳廣告，通過普通工人的口大談?dòng)蜕暗V產(chǎn)生的奇跡。該省政府與石油公司經(jīng)常為記者和環(huán)保活動(dòng)家們提供免費(fèi)到艾伯塔旅游之便，希望他們能通過所見所聞?wù)J識(shí)到事情比他們想象的要好，使他們放棄反對(duì)的立場(chǎng)。這種坦誠的表現(xiàn)通常帶來的是更多的負(fù)面報(bào)道。1600只野鴨的尸體漂浮在一個(gè)尾礦池中的照片與其它令人觸目驚心的場(chǎng)景一道，使艾伯塔北部看起來如同月球表面，環(huán)保主義者們成功地抹黑了艾伯塔的品牌。普雷斯頓·邁克易切恩（Preston McEachern）是艾伯塔省政府的水環(huán)境科學(xué)家，他說：“油砂已成為環(huán)保人士眼中的格陵蘭海豹”。人們用棍棒就能輕而易舉地?fù)魵⑦@種溫柔的動(dòng)物。

大衛(wèi)·辛德勒（David Schindler）是阿爾伯塔大學(xué)的一位生態(tài)學(xué)家，他長期以來一直在出版同行評(píng)審研究報(bào)告。這些報(bào)告顯示，質(zhì)量不斷改進(jìn)的大煙囪（通過它們將瀝青轉(zhuǎn)化成合成石油）釋放到空氣中的排放污染了阿薩巴斯卡河。這條水量巨大的河流流經(jīng)油砂礦埋藏的地帶。他在9月份發(fā)表了一些畸形的大菱鲆和其它魚類的照片，這些魚都來自這條受到污染的河流。他的研究因而得到公眾的更大關(guān)注。這些照片促使聯(lián)邦政府介入進(jìn)行調(diào)查。

油砂清污減排

有些環(huán)境問題解決起來很容易。一個(gè)長期存在的想法是在最終可能被用于瀝青采掘的地區(qū)建立一個(gè)大型野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)。只有在開發(fā)商恢復(fù)了它采礦已經(jīng)破壞了的土地的情況下，才允許這家企業(yè)在保護(hù)區(qū)內(nèi)撕裂同等面積的土地。彭比納研究所認(rèn)為，采用這種方法，該地區(qū)高達(dá)40%的土地可以得到保護(hù)，同時(shí)又不影響石油生產(chǎn)。他說，辛德勒博士在阿薩巴斯卡河內(nèi)發(fā)現(xiàn)的各種臟東西有消除的辦法，就是改造這些大煙囪，在煙囪內(nèi)安裝“簡單而現(xiàn)成的”氣體洗滌器。雖然沒有法律規(guī)定要這樣做，許多公司還是在煙囪內(nèi)安裝了這種二氧化硫?yàn)V除裝置。到2013年經(jīng)營者們必須安全地處理其油砂生產(chǎn)中一半尾礦的強(qiáng)制性法規(guī)已經(jīng)部分完成。彭比納研究所認(rèn)為，許多運(yùn)營商無法在最后期限內(nèi)達(dá)到要求，而且還需要立法規(guī)定另一半尾礦的處理。

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油砂（Oil sand），亦稱“焦油砂”、“重油砂”或“瀝青砂”。外觀似黑色糖蜜，其開采方法與傳統(tǒng)石油開采截然不同。簡單地說，油砂開采是“挖掘”石油，而不是“抽取”石油。已露出或近地表的重質(zhì)殘余石油浸染的砂巖，系瀝青基原油在運(yùn)移過程中失掉輕質(zhì)組分后的產(chǎn)物。砂巖多為淡水及半咸水相，以加拿大阿薩巴斯卡河為最大，屬白堊系，面積達(dá)33400平方公里。有時(shí)也指浸漬輕餾分部分逸出后的一種天然石油的砂或砂巖?？捎靡蕴釤捴赜秃蜑r青。

油砂加拿大分布

世界上85%的油砂集中在加拿大阿爾伯塔省北部地區(qū),主要集中在阿沙巴斯克(Ashabasca)、冷湖（Cold Lake）和和平河（Peace River）三個(gè)油砂區(qū)，面積分別達(dá)430、72.9和97.6萬公頃，

總面積與比利時(shí)的國土面積相當(dāng)。 加拿大的油砂由石英沙、泥土、水、瀝青和少量的礦物質(zhì)組成，其中瀝青含量約為10-12%?，F(xiàn)已查明，加拿大的油砂中瀝青的總含量達(dá)4000億立方米，是世界上最大的瀝青資源，其中240 億立方米分布在表層（地下75米以內(nèi)）、3760億立方米分布在深層。

油砂中石油的含量依開采和提煉技術(shù)的不同而有所變化。阿爾伯塔的油砂中儲(chǔ)藏有原油1800億桶，少于沙特的2620億桶，高于俄羅斯的1120億桶。但隨著油砂提煉技術(shù)的改進(jìn)和石油價(jià)格的上漲，到2020年現(xiàn)有的油砂資源可望多提煉出1300億桶石油，使加拿大的石油總儲(chǔ)量達(dá)到3100億桶，成為世界第一石油資源大國。加拿大政府高度重視油砂資源的開發(fā)和技術(shù)研究，聯(lián)邦政府和阿爾伯塔省政府均設(shè)有多個(gè)油砂研究機(jī)構(gòu)，如聯(lián)邦政府的Devon研究部和阿爾伯塔省政府的阿爾伯塔研究理事會(huì)等。自1996年到2010年期間，加政府共投資340億加元于60個(gè)大項(xiàng)目中，改進(jìn)和計(jì)劃改進(jìn)油砂開采與提煉技術(shù)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。據(jù)加拿大官方統(tǒng)計(jì)，到2010年其可進(jìn)行商業(yè)開采的油砂儲(chǔ)量約相當(dāng)于1750億桶石油，僅次于沙特阿拉伯的石油儲(chǔ)量。

油砂中國分布

我國也是在世界油砂礦資源豐富的國家之一，居世界第五位。專家的一般推測(cè)，結(jié)合初步調(diào)查結(jié)果認(rèn)為，中國油砂資源潛力可能大于稠油資源，初步估算中國油砂有千億噸，可采石油資源量100億噸左右。主要分布在新疆、青海、西藏、四川、貴州。此外，廣西、浙江、內(nèi)蒙古也有分布。我國油砂遠(yuǎn)景資源量為100億噸，預(yù)計(jì)到2050年，產(chǎn)能將達(dá)到年產(chǎn)1800萬噸。油砂資源在各含油氣盆地中均有分布,主要分布在4類盆地中：西部擠壓盆地，東部裂谷盆地，中部過渡型盆地及南部山間盆地；其中，準(zhǔn)噶爾盆地、塔里木盆地、羌塘盆地、柴達(dá)木盆地、松遼盆地、四川盆地、鄂爾多斯盆地等7個(gè)盆地中油砂資源量巨大，是未來我國油砂資源勘探開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域。與世界非常規(guī)油氣資源研究與利用相比，我國在非常規(guī)油資源的研究和開發(fā)方面相對(duì)比較滯后，對(duì)油砂礦的資源潛力研究與評(píng)價(jià)技術(shù)、開采技術(shù)及綜合利用技術(shù)研究得比較少。但是，我國油砂礦點(diǎn)多面廣，且含油率高，有的地區(qū)油砂含油率高達(dá)12%以上，勘探前景十分喜人。在松遼盆地的西坡圖牧吉農(nóng)場(chǎng)處發(fā)現(xiàn)了大面積的油砂礦分布區(qū)，經(jīng)勘測(cè)在400平方公里范圍內(nèi)的礦產(chǎn)資源區(qū)內(nèi)可供開采的含油10%以上的油砂儲(chǔ)量為1.04億噸，其中達(dá)到B級(jí)以上儲(chǔ)量的礦床面積9.6平方公里，可供開采的油砂量為1350萬立方米，含油量達(dá)357.5億噸。該區(qū)油砂資源儲(chǔ)量大，品質(zhì)高，賦存淺，油砂層厚，宜于露天開采。

地殼表層的碎屑物或巖石與其中所含的水和瀝青形成的混合物我們統(tǒng)稱為油砂。油砂中抽提出的油膏狀物質(zhì)我們稱為瀝青，它的密度大于 1.0 g/cm，粘度一般大于10000mPa·s。油砂具有以下特點(diǎn)：①含有80－90%的無機(jī)質(zhì)（砂、礦物等）、3－6%的水和6－20%的瀝青，油砂瀝青是烴類和非烴類有機(jī)物質(zhì)，是稠粘的半固體。②瀝青流動(dòng)性極差，一般不能以打井開采原油的方法來獲取。③油砂中的瀝青大部分溶于有機(jī)溶劑，而有別于油頁巖中有機(jī)質(zhì)不能溶于有機(jī)溶劑。④油砂中的瀝青多來自降解作用，正構(gòu)石蠟烴幾乎耗盡，因此飽和餾分中沒有或幾乎沒有正構(gòu)烷烴。這主要是由于生物降解、輕烴揮發(fā)、水洗、游離氧化等冷變質(zhì)作用,造成油質(zhì)中的正構(gòu)烷烴降解和極性雜原子重組分富集的結(jié)果。世界油砂資源主要沿環(huán)太平洋帶和阿爾卑斯帶展布，資源極為豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)世界有1046個(gè)重油和特重油油藏，地質(zhì)儲(chǔ)量約為15500億噸，現(xiàn)有技術(shù)下可采儲(chǔ)量近3000億噸。資源豐富的國家有加拿大、俄羅斯、委內(nèi)瑞拉、美國等。其中加拿大是油砂礦資源最為豐富的國家，約占全球總量的77%。 我國也是在世界油砂礦資源豐富的國家之一，居世界第五位。油砂顯示很多，分布也非常廣，目前尚未系統(tǒng)地開展過油砂資源評(píng)價(jià)工作，不過近年在國土資源部統(tǒng)一協(xié)調(diào)和組織下，在全國范圍內(nèi)已啟動(dòng)了全面系統(tǒng)的調(diào)查研究工作。專家的一般推測(cè)，結(jié)合初步調(diào)查結(jié)果認(rèn)為，中國油砂資源潛力可能大于稠油資源，初步估算中國油砂有千億噸，可采石油資源量100億噸左右。資源分布具有如下特點(diǎn)：①松遼、準(zhǔn)噶爾、柴達(dá)木盆地的圖牧吉、烏爾禾－夏子街、白堿灘、黑油山、紅山嘴、玉門昌馬和石油溝、柴西北、柴北等地區(qū)，油砂豐富，認(rèn)識(shí)程度相對(duì)較高，是最有希望尋找油砂礦藏的地區(qū)；鄂爾多斯、四川、塔里木、羌塘、河西走廊等地區(qū)油砂資源雖很豐富，但油砂品質(zhì)普遍較差；南方油苗分布很廣，但普遍不是油砂，第三系油砂規(guī)模也很小，可能不具工業(yè)價(jià)值。②我國油砂礦的形成與展布與中、新生代構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(尤其是喜馬拉雅運(yùn)動(dòng))關(guān)系密切，主要沿中、新生代的環(huán)太平洋帶展布，主要產(chǎn)自中、新生界，少部分產(chǎn)自海相古生界,儲(chǔ)集層主要為碎屑巖，具高孔隙、高滲透性。③古剝蝕作用造成的油砂礦后期被深埋后，常有后期形成的常規(guī)原油混入現(xiàn)象。

目前世界上油砂礦主要采用露天開采的方式采出，其關(guān)鍵技術(shù)是煉制中的油砂分離技術(shù)。露天開采工藝流程一般如下：首先將油砂采掘出來，粉碎后用高溫堿水沖洗，再用過濾法分離油和砂，用離心機(jī)分離油和水，最后再煉制成油品。2100433B

青海石油局地研所，1985年命名，無此地名，不符合地層指南命名規(guī)定，為油砂山組的一部分，已停用。

在巖性油藏中，油砂體是地下油層的最小含油單元，也是控制油、水運(yùn)動(dòng)的最基本單位。因此，在油田地質(zhì)工作和油田開發(fā)工作中，必須首先查清砂體及油砂體的形態(tài)分布狀況，主要有延伸長度、方向、形狀、厚度、面積等，以及儲(chǔ)油物性，主要有滲透率、孔隙度、含油飽和度等。