油砂油的开采方式有哪些？
（一）油砂油开采技术
由于油砂油的性质不同，其开采方法也不一样，而且其埋藏深度不同，采用的开采方法也不完全一样。根据油砂矿的不同条件，国际上通常采用的开采方法主要有：露天开采、地下开采、巷道开采及其他开采方法。其中以露天开采及地下开采为主。加拿大阿尔伯达油砂油开采方式主要有以下几种（图1-7）：
1.露天开采
其基本条件是，油砂出露地表，用常规的采煤、油页岩、层状铁矿的方法开采。它具有资源回收率高、劳动效率高、可用大型机械自动化设备、生产安全的特点。露天开采所需的设备及费用、油砂油采收率较其他方法好，技术上较为成熟，在加拿大及委内瑞拉等都已形成工业大规模开采。
图1-6 加拿大阿尔伯达油砂油产量历史数据与预测数据图
图1-7 加拿大阿尔伯达油砂开采方式与埋深关系图
现有技术包括：
（1）卡车和掘土机已替代作为地面开采主要方法的手轮式挖掘机和拉索挖掘机。连续探测矿藏质量的智能系统是该技术的独特特征。
（2）砂浆管线将作为矿藏一次运输和开采点与萃取厂长距离低温油砂油分离的主要方法。“新式管线”具有探测测量控制流量和分离的作用，它将确保最佳条件、降低能量的需求。出现区域性萃取厂，开采的矿藏运输到这里进行分离，并出现区域性提炼厂，经提炼后将稀释的油砂油运往合适的市场。
（3）可移动式矿区采矿技术将是未来主要的突破性技术。这项技术就是将整个采出的矿藏运到提炼厂，然后再把地层砂返回到采矿区。这项技术生产操作范围小，降低项目费并能满足大提炼厂的需求。
但以现有的工艺技术从油砂中生产原油成本仍然较高，约15～18美元/桶（据加拿大国家能源委员会，2004）。在阿尔伯达，由油砂生产的原油量已超过常规石油产量。预计到2010年，阿尔伯达油砂原油产量增至180万桶/日（9 500万t/年），生产的汽油、柴油等可以满足加拿大国内对油品需求的1/3，成为加拿大石油工业的一大支柱。
2.地下开采
对于埋藏较深的油砂，特别是300m以深的油藏，挖掘成本很高，一般采用地下开采方式。地下开采包括出砂冷采、蒸汽吞吐、SAGD法、注入溶剂法、井下就地催化改质开采、水热裂解等开采方法。
（1）出砂冷采技术。出砂冷采是加拿大近年来发展起来的一项新的稠油开采技术。对于地下具有一定流动能力的稠油油藏，出砂冷采可极大地提高油井常规采油生产能力；通常没有生产能力或产能很低的稠油油藏，出砂冷采的单井产量可达到5～15t/d，有的产量可增加几十倍。其主要原理是在井底形成“蚯蚓洞”、扩展和“泡沫油”的流动作用。其一，是通过出砂冷采在油藏中形成“蚯蚓”孔及“蚯蚓”孔网络，使油层孔隙度从30%提高到50%以上，渗透率从1～2μm2提高到几百达西，所产生的蚯蚓孔的直径可达10～30mm，极大地提高了稠油的流动；其二，是稠油所含的少量溶解气在稠油流动过程中产生小气泡，形成泡沫油流动，一方面提高了原有的流动性，另一方面增加流动的动力，并保持蚯蚓洞的稳定。稠油出砂冷采的基本特征是：一般出油为5%～10%左右。总的液固产量较为稳定，原油产量初期较低，待出砂量趋于稳定时，原有常量大幅度提高，达10～30t/d以上。
（2）蒸汽吞吐和蒸汽驱技术。蒸汽吞吐及蒸汽驱油的主要作用如下：降低原油粘度；高温解堵作用；降低界面张力；流体及岩石的热膨胀作用；高温下稠油裂解，粘度降低。蒸汽吞吐及蒸汽驱油在稠油开采中发挥了非常重要的作用，稠油开采的大部分产量是靠该方法实现的。
（3）蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）。目前，国际上油砂油地下开采项目所采用的开采技术主要为蒸汽辅助重力泄油技术（SAGD）（图1-8），现在已得到了广泛的应用。在加拿大，近年来新上马的地下开采项目主要为SAGD项目。
水平井蒸汽辅助重力泄油技术基本原理是以蒸汽作为加热介质，依靠热流体对流及热传导作用，依靠重力作用开采稠油。
水平井蒸汽辅助重力泄油技术主要有以下几个特点：利用重力作为驱动原油的主要动力；采收率高；累计油气比高；除了大面积的页岩夹层以外，对油藏非均质性极不敏感。
图1-8 蒸汽辅助重力泻油技术（SAGD）原理图
由于地下水平井开采油砂技术油砂提取在地下而不是在地面，这就省去了地面油砂的挖掘工作，特别是对于埋藏较深的油砂矿，深度越深，挖掘成本越高；随着水平井钻井技术的提高，在几百米深的油砂矿中钻水平井并不困难，由于具有成本小、污染小的优点，近几年国外加大了地下直接开采油砂的力度。
（4）地下水平井注气体溶剂萃取稠油技术（VAPEX）。该方法是蒸汽辅助重力泻油方法的一个发展。在VAPEX中，不是注蒸汽，而是注烃类气体。烃类气体主要包括乙烷、丙烷、丁烷等；注入的气体既可是一种气体，也可以是几种气体的混合物。注入的气体在地层温度及压力下处于临界状态，重油和沥青被这些注入的气体溶解，其中较轻的组分被抽提出来，形成的稀释液的流动性比原油和沥青的流动性更好。而采出液在地面经过加热又很容易分离出来，分离出来的烃类气体又可以再注入地层。这种工艺方法，可以用于一对水平井中、单水平井中或一口垂直井和一口水平井组合的情况下。
该工艺的主要优点是：与SAGD相比，VAPEX所需设备便宜、操作简单，而且气体溶解具有选择性，它只溶解在油层，不溶于水，因此适用范围广。
（5）井下就地催化改质开采技术。在简单的热作用下有稠油可以发生减粘裂化和热裂解而改质。人们也提出了在加热处理中，向井下注入氢和可以产生氢的物质的方法。除了能溶入原油中而使原油膨胀外，H2能进入微小孔隙；当底层压力降低时，被压缩的气体和原油膨胀而能产生出更多的原油，并且处理过程对原油加热，由于热膨胀而降低了原油的粘度。
在处理过程中，首先注入催化剂。这些催化剂是通过油田开采中常用的岩石充填或类似于压裂作业中注入支撑剂的方法来放置的。因为大多数重质油藏的岩石骨架都有未胶结砂，砾石充填是必要的步骤，用来防止冲蚀和严重的出砂。通常催化剂是按类似于砾石充填或支撑剂大小尺寸来设计制造的。除了处于重质原油中，催化剂还暴露于盐水中。
（6）水热裂解降粘开采稠油技术。是在注入蒸汽的条件下，借助于稠油与蒸汽之间发生的化学反应，降低稠油的粘度，从而达到井下降粘开采稠油的目的。
关于稠油的水热裂解反应，最早始于加拿大，它主要用于沥青质的轻质化。20世纪80年代初，Hyne、Viloria的等人采用溶液热力分解作用描述了发生在200℃～300℃温度范围内的稠油与水蒸气之间发生的一系列化学反应。这些反应包括酸聚合物反应、地层基质及流体释放出水、气作用而发生的有机硫化物裂解、水煤气转变反应及加氢脱硫反应等。Hyne及其合作者把油砂在水存在条件下加热时发生的全部变化称之为水热裂解。
3.其他开采方式
除了以上介绍的一些技术外，还有一些技术也开始应用于油砂的开采，例如，火烧油层技术及地下隧道开采技术等。
（1）火烧油层技术。原理主要是：向油层注入空气或者氧气，在一定的部位点火，使其发生燃烧，利用燃烧产生的热量将重油加热，达到将油采出的目的。
（2）地下隧道开采技术。2000年，加拿大油砂地下开采公司（OSUM）研制了大型隧道挖掘机，对埋藏较深、不宜露天开采的焦油砂，先打一个垂直竖井至焦油砂埋藏层底。然后在下面进行水平式挖掘，可挖20m 直径的水平圆柱形油砂矿，每天可挖出4.5万t油砂。其挖掘费用不高于露天开采。
其他还有地下水力开采、核力开采等开采方式，但都未进入商业实用阶段。
（二）油砂油分离技术
热化学水洗法与ATP干馏法分离油砂油将会成为未来地面油砂分离的主要方法，其中，仍然以热化学水洗为主。但随着油价的不断上涨，ATP干馏技术将会有一个飞速发展时期，目前，其生产份额占不到0.1%,10年后的生产份额将会达到5%～10%。
1.热化学水洗法
目前，加拿大地面油砂的分离主要是采用热水/表面活性剂，通过热碱、表面活性剂的作用，改变砂子表面的润湿性，使砂子表面更加亲水，实现砂与吸附在上面的沥青分离，分离后的原油上浮进入碱液中，而油砂沉降在下部，以达到分离的目的。
2.ATP热解直接生产轻质油
有关油砂热解分离技术，加拿大阿尔伯特省油砂技术管理局主要思路是实现油砂中重质组分的轻质化，AOSTRA Taciuk Process，简称ATP工艺，原理是采用250℃以上高温进行裂解，经过高温处理后，沥青的质量得到很大改进，分子量变小。高温处理过程中发生的最重要的变化就是轻质油的产生。
ATP技术最初是在澳大利亚用于油页岩加工生产燃料油，B ill Taciuk是该项技术的发明人，20世纪90年代，加拿大开始将此技术应用于油砂的开采，由AOSTRA和UMATAC公司共同开发研究油砂热解可行性研究。
在过去17年中，这项技术经过了不断的发展和改进，在卡尔加里东南的ATP实验工厂中已经处理了超过17 000t油砂和其他含油物质，显示ATP方法在技术上是萃取和初级改质的有效方法。
（三）开采及供应成本
在新技术的巨大推动下，加拿大油砂油的开采成本逐年下降。到1999年，油砂油开采成本已稳步降低到12.64美元/桶，特别是最新技术的应用之后，成本已降到10美元/桶以下。在加拿大的Syncrude公司，其人工成本是35加元/小时，人工费用占该公司油砂油开采成本的一半以上。预计今后随着技术的不断进步，其成本会不断降低（表1-3）。
表1-3 加拿大油砂油开采及供给成本
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油田的开发方式有哪些?
答：随着石油科学和开采技术的发展,油田开发方式也在不断进步。在19世纪后半叶和20世纪初,主要以消耗天然能量的方式进行开发油田。直到20世纪三四十年代,人工注水补充能量的开发方式才逐步发展起来,成为石油开发史上的重大突破。但是,目前并不是所有的油田都采用注水开发,而是有多种开发方式,归纳起来有以下几种。 一、利用...
稠油的开采方法
答：蒸汽辅助重力泄油（SAGD）技术是开发超稠油的一项前沿技术，该方法的主要机理是热传导与流体热对流相结合。以蒸汽为热源，依靠注入蒸汽与加热的油和水之间的密度差来实现重力泄油作用而开采稠油。利用直井+水平井组合技术，大幅度提高油井周期产量。这项技术为稠油、超稠油开采接替技术开辟了新的领域。七是...
用什么方法开采沥青矿
答：油砂中抽提出的油膏状物质我们称为沥青，它的密度大于1.0g/cm，粘度一般大于10000mPa·s。油砂具有以下特点：①含有80－90%的无机质（砂、矿物等）、3－6%的水和6－20%的沥青，油砂沥青是烃类和非烃类有机物质，是稠粘的半固体。②沥青流动性极差，一般不能以打井开采原油的方法来获取。③油砂中...
石油的主要开采方法有哪些?
答：界面张力仪）的物质（清洁剂）的水溶液来使油从岩石中分解出来；7、这些手段可以结合使用。虽然如此依然有相当大量的油无法被开采。水下的油田的开采最困难。要开采水下的油田要使用浮动的石油平台。在这里定向钻井的技术使用得最多，使用这个技术可以扩大平台的开采面积。
我国油砂分布广,有一定资源潜力
答：这些矿带油砂资源量大、埋藏浅、含油率高，开采价值较高。对于可露天开采的油砂而言，其采收率较高，1亿t油砂油的探明储量相当于2亿～4亿t常规油探明储量的原油采出量。其他方式开采的油砂资源最终采收率随着技术的进步也在不断提高。我国油砂有一定资源潜力，是今后我国常规油气的一个接替领域。
中原石油矿在哪个省?
答：石油沟油田油砂露天开采划定范围内有中部油砂层（l油砂层）、下部油砂层（m油砂层）、隔层，其中经取样化验l油砂层目前不具备开采价值，同时隔层为基本不含油，因此露天开采主采油砂层为m层，设计生产能力为0.2mt/a。从油砂层赋存及露天开拓运输系统展线两个方面考虑，采取全区分水平开采的方式，沿...
钻井设备包括哪些?
答：为了勘探与开采蕴藏在地层深处的石油和天然气,人们必须利用各种钻井设备与工具,钻穿坚硬而复杂的地层,这便是钻井工作的主要任务。为了满足我国石油工业飞速发展的需要,必须多打井、快打井、打好井,实现钻井速度翻番。为此,在充分调动人的积极因素的同时,还必须为钻井工作者提供先进的、性能良好的钻井设备与工具,充分利用...
油砂的介绍
答：油砂（Oil sand），亦称“焦油砂”、“重油砂”或“沥青砂”。外观似黑色糖蜜，其开采方法与传统石油开采截然不同。简单地说，油砂开采是“挖掘”石油，而不是“抽取”石油。已露出或近地表的重质残余石油浸染的砂岩，系沥青基原油在运移过程中失掉轻质组分后的产物。砂岩多为淡水及半咸水相，以加拿大...
石油开采过程步骤
答：在开采石油的过程中,油气从储层流入井底,又从井底上升到井口的驱动方式。 石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油,把可燃气体称天然气,把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入,认识到它们在组成上均属烃类化合物,在成因上互有联系,因此把它们统称为石油。1983年9月...
油砂沥青是从石油砂里面提炼出来的吗?
答：油砂中抽提出的油膏状物质我们称为沥青。油砂含有80－90%的无机质（砂、矿物等）、3－6%的水和6－20%的沥青，油砂沥青是烃类和非烃类有机物质，是稠粘的半固体。因此，油砂沥青是从石油砂里面提炼出来的沥青。希望能帮到你，谢谢
