加拿大油砂开发及利用技术现状

在调研加拿大油砂工业的基础上,介绍了其油砂资源的开发现状与开采技术,重点综述了油砂沥青改质项目及新兴技术,探讨了油砂开发过程中的环境保护问题,分析了我国发展油砂工业的前景并指出技术发展方向。     

加拿大油砂的开发和加工综述

近年来,油砂开采技术的突破及其储量巨大使得各国石油公司看好加拿大的油砂资源,使其作为石油接替资源进行投资开发.加拿大油砂的探明储量接近1700×108桶,约占世界石油储量的10％.蒸汽辅助重力驱等油砂开采技术的突破,使油砂项目盈亏平衡的油价下降到50～75美元/桶.加拿大油砂沥青具有密度高、黏度高和沥青质含量高等特点,在后续加工过程中,将会对换热器、加热炉管和催化剂等产生影响.另外,关键工艺技术是减压蜡油和减压渣油的加工.对油砂开发技术、加拿大油砂资源、国内外石油公司投资、油砂处理和后续加工进行了概述,并提出了开发和加工加拿大油砂资源的几点建议.     

21世纪重油和沥青的开采方法

概述了加拿大西部的重油和沥青资源，重点评述了正在进行的新的开采项目，以及露天开采和地下开采技术，文中讨论了各种技术的应用潜力及需要克服的缺点，并描绘了加拿大重油和沥青砂工业的未来发展情况，重点放在改进了水平井技术以及在未来１０年和２０年内能已产量提高２倍的研究和开发工作。     

21世纪重油和沥青的开采方法

加拿大西部的重油和沥青质油藏是世界上最大的油气聚集地之一。目前 ,最有前景的开采方法是蒸汽辅助重力驱 (SAGD)、气体和溶剂驱。该方法利用水平井 ,并且优于天然重力驱。本文对加拿大西部重油和油砂资源进行了阐述 ,重点介绍地面开采和地下开采的新项目及新技术 ,并对未来潜能及需要解决的问题进行了讨论 ,且以图表的方式展示了不断发展的加拿大重油和油砂工业预期的趋势 ,特别强调把重点放在先进的水平井技术及研究和开发计划中 ,这将对未来 10 2 0年内资源开采量的成倍增加是很有必要的。     

加拿大油砂资源油气地质特征及投资前景分析

加拿大西部阿尔伯塔前陆盆地特殊的构造和沉积环境造就了阿萨巴斯卡、冷湖、瓦巴斯卡以及和平河4个油砂资源矿区的形成.这4个油砂资源矿区资源潜力十分巨大,其经济可采储量达到1 740×108bbl.目前,油砂资源开采技术成熟,成本较低,日益攀高的国际原油价格使得该区油砂资源的投资利润空间较大,再加上加拿大地区良好的投资环境,使得该区油砂资源投资前景可观.     

加拿大油砂SAGD开发地面处理工艺

加拿大是最早采用蒸汽辅助重力驱油(SAGD)技术开采油砂的国家,并利用该技术实现了油砂大规模商业化开发,其配套地面处理工艺较为成熟。近几年,在当地能源监管部门更新法律法规和新技术发展的背景下,加拿大油砂SAGD开发中井场集输和集中处理站地面处理的传统工艺及设备发生了转变,如井场计量方式、高温调频电脱水器、新型采出水气浮除油工艺、降膜式机械压缩蒸发软化工艺、汽包锅炉用于蒸汽生产和除砂及脱出物处理系统等。自2014下半年油价断崖式下跌以来,低油价逐渐成为常态,新工艺和新设备的应用在加拿大油砂SAGD开发中起到举足轻重的作用并将成为未来的研究重点。     

APPLICATION OF SAGD （STEAM-ASSISTED GRAVITY DRAINAGE) TECHNOLOGY IN OIL SAND EXTRACTION

中国油砂矿储量位居世界前列,如何经济有效地开发和完善配套的技术是面临的难题.对比分析了目前主要的油砂开采方式、特点,重点研究了油砂蒸汽辅助重力泄油技术的开采工艺、原理和布井方式.该技术通过在加拿大Christina Lake油田的成功应用,证明是一种有效的深部埋藏油砂油的开采技术.分析了中国油砂矿的分布范围和储层物性,针对埋深和油质特点,提出了合理的开采建议.油砂蒸汽辅助重力泄油开采技术的研究与成功应用,将促进中国油砂矿资源的开发利用.     

RESOURCES/RESERVES CLASSIFICATION AND EVALUATION OF THE OIL SAND BASED ON SPE-PRMS RULES

随着油气开发技术的不断进步和油价持续上涨,油砂资源将成为常规油气的重要补充.按照国际通用的石油储量评估准则并考虑主要油砂资源国的储量评估规范进行油砂储量评估,为油公司参与油砂项目开采竞争及制定能源发展战略提供重要依据.介绍了基于国际通用准则SPE-PRMS下各级油砂资源储量的定义及分类要求,结合加拿大油砂储量评估规范,详细分析油砂3P储量和条件储量的划分依据,重点研究了容积法油砂储量评估中各参数的确定并进行了实例剖析,为合理评估油砂储量提供重要参考.     

中国油砂矿资源开发利用潜力及前景

我国油砂资源分布广,为预测其开发利用潜力及前景,研究了国内外油砂资源的开发利用趋势。结果认为：随着技术的不断引进、创新,油砂开发将会向着规模化、挖掘技术现代化、提取温度低温化、开采就地化、高效环保化方向发展。分析了我国油砂资源开发利用的前景,结论认为：①高油价下油砂开发会带来高利润;②对比了水洗法、干馏法两种油砂分离方法的开采成本及技术优势,认为“十一五”期间,我国的油砂开发技术会取得较快发展;③随着油砂资源基础理论水平的不断提高和配套工艺技术的不断创新,油砂资源必将提升我国能源保障能力,在我国能源体系中发挥举足轻重的作用。     

重油在未来加拿大石油业发展中举足轻重——访加拿大重油协会主席K．C.Yeung先生

2004年底，美国《油气杂志》首次将加拿大油砂储量计入在现有经济技术条件下可采的世界原油探明储量中。由此，加拿大成为了石油储量仅次于沙特阿拉伯的石油资源大国（见图1）。近两年来，随着技术进步、开发成本降低，加拿大油砂产量实现了数次破纪录的增长。目前，加拿大油砂油产量已突破100万桶／日。加拿大油砂开发日益受到业界人士的广泛关注。2005年，几家主要的油砂开发公司纷纷调高了今后的投资预算，预计未来15年，加拿大油砂领域的总投资额将高达800亿加元。油砂开发正展现着广阔的发展前景。为此，本刊特约记者采访了加拿大重油协会主席K．C．Yeung先生，请他对加拿大重油开发现状及前景进行了评述。[编者按]     

重油、油砂原位燃烧技术进展及发展思考

重油、油砂原位燃烧技术具有成本低、热能利用率高和采收率高等优点,是目前重油和油砂开发的研究热点。在技术调研的基础上,对常规原位燃烧技术的燃烧机理、燃烧类型和技术特点进行了总结分析,并详细介绍了水驱正向燃烧法、水平井火烧油层法、顶部燃烧重力驱油法、燃烧辅助重力驱油法和氧添加蒸汽辅助重力驱油法等最新原位燃烧技术的驱油原理、井网几何结构、适用性、优缺点和工程难点。研究认为,目前原位燃烧技术的创新研究主要集中于井网几何结构创新和与其他工程及增产措施融合,一方面避开了传统原位燃烧技术的难点,有利于该技术的快速发展和现场应用;另一方面可以融合注蒸汽法和原位燃烧法的技术特点,改善驱油效果,提高重油、油砂油藏采收率,早日实现效益产出。原位燃烧技术的创新发展对我国正在起步的重油、油砂资源开采具有一定的指导作用,为我国原位燃烧后续技术储备及创新提供了借鉴。      

非常规油气资源发展现状及关键问题

我国非常规油气资源非常丰富,加快对其的开发利用对确保国家能源安全具有重要的战略意义。为此介绍了我国煤层气、油砂、油页岩、页岩气、天然气水合物、致密砂岩气等非常规油气的资源状况,分析了国家对非常规油气资源的战略需求。结论指出,为加快我国非常规油气资源开发利用步伐,需对以下非常规油气领域的关键科学问题开展攻关：油砂成矿规律及提高分离效率基础研究、油页岩成矿规律及原位开采基础研究、页岩气成藏机制及高效开采基础研究、致密砂岩气成藏机理及开采基础研究、天然气水合物成藏富集规律及开采工艺基础研究。     

世界油砂分离技术进展

我国利用油砂资源的优势明显，但目前国内对油砂的研究尚处在起步阶段，未正式进行工业化生产。油砂分离技术是开采利用油砂的关键技术，阐述了油砂分离的基本理论及研究进展，对各种分离方法的应用原理给予说明；介绍了油砂分离的技术途径，主要涉及清洗剂的应用、油砂超声波除油的应用、水剂空气化分离油砂的应用以及微乳液在油砂洗液中的应用几个方面，最后提出了油砂产业化的发展建议。     

中国石油工业上游发展面临的挑战与未来科技攻关方向

石油和天然气是全球和中国最重要的一次能源。石油工业的生存发展是由油气资源、市场、技术和社会政治经济环境等要素决定的，其中，技术进步是最活跃和最关键的因素之一。中国已成为全球油气生产消费大国，中国石油工业上游的发展也高度依赖石油科技的进步。中国石油工业已形成了先进完整的理论技术研发和装备制造体系，支撑了油气产量持续稳产和增产。未来是中国社会经济发展的关键期，石油工业必将面对重大挑战与新的技术需求，大力实施国家创新战略，发展具有国际领先水平的新一代勘探开发理论技术，支撑油气产业发展，保障国家油气能源安全。中国石油工业上游在未来面临的重大挑战与技术需求包括：①满足中国未来现代化建设的巨大油气需求和保障油气供应安全，这当中必须加大中国油气勘探开发，同时进一步扩大全球及"一带一路"油气投资与生产；②实现中国石油长期稳产2×10⁸t/a以上；③实现中国天然气产量上升至3 000×10⁸m³/a并长期稳产；④发展海洋及深水油气勘探开发先进技术与装备；⑤形成新一代石油工程服务技术装备和数字化转型。中国石油工业上游未来的科技攻关方向和研发重点包括：①先进的石油大幅度提高采收率技术；②大气田勘探与复杂气田提高采收率技术；③非常规油气勘探开发技术；④海洋及深水油气勘探开发技术及装备；⑤"一带一路"油气勘探开发技术；⑥新一代石油工程服务技术装备和数字化转型。     

中国石油工业上游发展面临的挑战与未来科技攻关方向

石油和天然气是全球和中国最重要的一次能源。石油工业的生存发展是由油气资源、市场、技术和社会政治经济环境等要素决定的，其中，技术进步是最活跃和最关键的因素之一。中国已成为全球油气生产消费大国，中国石油工业上游的发展也高度依赖石油科技的进步。中国石油工业已形成了先进完整的理论技术研发和装备制造体系，支撑了油气产量持续稳产和增产。未来是中国社会经济发展的关键期，石油工业必将面对重大挑战与新的技术需求，大力实施国家创新战略，发展具有国际领先水平的新一代勘探开发理论技术，支撑油气产业发展，保障国家油气能源安全。中国石油工业上游在未来面临的重大挑战与技术需求包括：①满足中国未来现代化建设的巨大油气需求和保障油气供应安全，这当中必须加大中国油气勘探开发，同时进一步扩大全球及"一带一路"油气投资与生产；②实现中国石油长期稳产2×10⁸t/a以上；③实现中国天然气产量上升至3 000×10⁸m³/a并长期稳产；④发展海洋及深水油气勘探开发先进技术与装备；⑤形成新一代石油工程服务技术装备和数字化转型。中国石油工业上游未来的科技攻关方向和研发重点包括：①先进的石油大幅度提高采收率技术；②大气田勘探与复杂气田提高采收率技术；③非常规油气勘探开发技术；④海洋及深水油气勘探开发技术及装备；⑤"一带一路"油气勘探开发技术；⑥新一代石油工程服务技术装备和数字化转型。     

中国天然气工业发展前景与挑战

中国天然气工业在改善我国能源结构、大力推动低碳经济发展过程中获得了前所未有的大发展。我国天然气资源丰富,目前已建成了鄂尔多斯、新疆2大油气区和四川、南海西部2大气区,天然气骨干管网逐步形成,天然气市场不断拓展,天然气工业体系初步形成。我国天然气资源分布具有明显的不均衡性,剩余资源量主要分布在岩性地层、前陆盆地冲断带、叠合盆地深层、成熟探区深层以及海洋等领域。从勘探的现实性看,碳酸盐岩风化壳地层油气藏、深层碎屑岩以及非常规油气等领域是未来天然气发展的重点,海相页岩气勘探突破、煤层气稳步发展,非常规天然气显现出良好的发展前景。从勘探发现潜力看,地层油气藏、深层、海域深水和致密油气是未来寻找大油气田的重点勘探领域。随着勘探程度的不断提高、勘探深度的不断增加,油气勘探成本总体呈现出明显的上升势头。天然气勘探新发现与储量增长更加依赖于理论技术进步,三维地震、水平井和压裂等工程技术作用更加凸显。通过增加天然气勘探开发投入、加强核心技术攻关,我国天然气工业仍将持续保持快速发展的良好态势。     

常规与非常规油气聚集类型、特征、机理及展望——以中国致密油和致密气为例

油气勘探开发领域从常规油气向非常规油气跨越,是石油工业发展的必然趋势,二者在油气类型、地质特征及聚集机理等方面明显不同。常规油气研究的灵魂是成藏,目标是回答圈闭是否有油气;非常规油气研究的灵魂是储层,目标是回答储集有多少油气。非常规油气主要表现在连续分布、无自然工业产量。目前,常规油气面临非常规的问题,非常规需要发展成新的"常规"。伴随技术的进步,非常规可向常规转化。常规油气聚集包括构造油气藏、岩性-地层油气藏,油气以孤立的单体式或较大范围的集群式展布,圈闭界限明显,储集体发育毫米级—微米级孔喉系统,浮力成藏。非常规油气聚集包括致密砂岩油和气、致密碳酸盐岩油和气、页岩油和气等,一般源储共生,大面积连续或准连续分布于盆地斜坡或中心,圈闭界限不明显,页岩系统储集体广泛发育纳米级孔喉,浮力作用受限,油气以原位滞留或短距离运移为主。以中国重点盆地致密油和致密气为例,系统分析了其地质特征与勘探潜力。非常规油气储集空间主体为纳米级孔喉系统,局部发育微米—毫米级孔隙,其中页岩气储层孔径为5～200nm,致密灰岩油储层孔径为40～500nm,致密砂岩油储层孔径为50～900nm,致密砂岩气储层孔径为40～700nm。针对全球石油工业和纳米等技术的快速发展,提出了"纳米油气"的概念,指出"纳米油气"是未来石油工业的发展方向,需要发展纳米油气透视观测镜、纳米油气驱替剂、纳米油气开采机器人等换代技术,油气智能化时代将随之到来。     

委内瑞拉超重原油和加拿大油砂沥青加工利用现状

委内瑞拉超重原油和加拿大油砂沥青是世界上最重要的两种非常规石油资源,但这两种非常规原油都是高比重、高黏度、高硫、高残炭、高金属、高沥青质的劣质原油,常规炼厂直接加工这两种原料会出现一系列问题。目前这两种非常规原油主要在其本国的改质工厂进行改质,改质得到的合成原油可作为炼厂原料进一步加工生产运输燃料和其他石油产品。委内瑞拉现有四座超重原油改质工厂,其中三座改质工厂生产重质高硫合成原油,另外一座改质工厂生产高质量的轻质低硫合成原油,四座改质工厂采用的核心改质工艺都是焦化。加拿大现有6座主要的油砂沥青改质工厂,改质途径主要是焦化和/或加氢,生产的合成原油性质也有所差别。非常规石油资源是未来我国炼厂原料重要的接替资源,我国石油公司必须加快相关领域关键技术的研发和推广应用,以技术提升核心竞争力,拓展国际能源合作的机遇。