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油砂

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1化工导论演讲之油砂简介小组成员:蒋玉鑫、孙毯毯、李季、刘力、高令臻任务分配:孙毯毯、刘力搜集资料: 李季、高令臻介绍: 蒋玉鑫23油砂的定义油砂的性质油砂的资源状况油砂的形成油砂的开采技术提 纲4油砂的定义 油砂 又称沥青砂,是一种含有天然沥青的砂岩或其他岩石。 油砂沥青 是指从油砂矿中开采出的或直接从油砂中初次提炼出的尚未加工处理的石油。5油砂的定义由于世界各国和各组织对重油及沥青砂定义差别较大,因此, 1982年 2月在委内瑞拉召开的第二届国际重油及沥青砂学术会议上提出了统一的定义和分类标准,达成了共识。6油砂的定义国内油砂的界定如下:在油层温度条件下,粘度大于 1000者 密度大于 砂油 比一般原油的粘度高,由于流动性差,需经稀释后,才能通过输油管线输送。7油砂的定义油砂的性质油砂的资源状况油砂的形成油砂的开采技术提 纲8 通常是由 砂、沥青、矿物质、粘土和水 组成的混合物。 不同地区油砂矿的组成不同,一般沥青含量为 3%~ 20%,砂和粘土占 80%~ 85%,水占 3%~ 6%。油砂的组成9加拿大阿萨巴斯卡油砂结构模型表明,该砂粒主要是 圆形或略带尖角的石英,每一个砂粒被水薄膜润湿,沥青层包围在水薄膜外层及充填空间,填满空间的还有 原生水 及少量空气 或 甲烷 。油砂的组成10油砂中的矿物质油砂颗粒较大的可达 1000µm,小的可小于 2µm。小于 44µ拿大阿萨巴斯卡油砂矿物中, 99%是石英和粘土, 1%是钙铁化合物。重矿物中,主要是 金红石 (在抽提沥青的同时,可以回收金红石。因此在开发油砂资源时,也发展了 钛工业。11油砂中的矿物质12油砂的定义油砂的性质油砂的资源状况油砂的形成油砂的开采技术提 纲13油砂的资源状况14现今的开发技术条件下,已知世界油砂 油 可采资源量约为 6507亿 桶,占世界石油可采储量的 32%,约为常规石油剩余可采资源量的 68%。世界资源丰富的国家主要有 加拿大、俄罗斯、委内瑞拉、尼日利亚、美国等 。目前世界上油砂商业产量主要在加拿大阿尔伯达盆地。油砂的资源状况15油砂的资源状况根据国家新一轮油气资源评价对全国 24个含油砂盆地 106个矿带的评价结果,全国油砂油 地质资源量为 可采资源量 居世界 第五位 ,其中 0~ 100砂油可采资源量为 100~ 500测油砂油地质资源量 为 砂油可采资源量为 6油砂的资源状况分布于五个区域: 西部地区、中部地区、东部地区、南方地区和青藏地区 。中国油砂资源量主要分布在大盆地中,其中 准噶尔盆地、塔里木盆地、羌塘盆地、柴达木盆地、松辽盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地 中油砂油地质资源量为 全国总资源量的 17油砂的资源状况综合考虑各盆地 油砂资源量、油砂品质 ,油砂资源量较大且有开发前景的盆地依次为准噶尔、松辽、塔里木、鄂尔多斯、柴达木、四川等大盆地。油砂资源的盆地分布18油砂的资源状况 油砂资源的品位分布含油率 3%~ 6% 的油砂资源量最多,全国总量的 全国总量的 其次是含油率 6%~ 10% 的油砂,全国总量的 42%;9油砂的资源状况 油砂资源的层系分布特征油砂资源 在各个层系都有分布,主要集中在 新生界、中生界 。新生界、中生界油砂油地质资源量分别为 别占全国总量的 可采资源量分别为 别占全国总量的 上古生界、下古生界(含以下地层)地质资源量分别为 别占全国总量的 别占全国总量的 干沥青 主要分布在上古生界、下古生界 (含以下地层 ),地质资源量分别为 采资源量分别为 生界干沥青地质资源量 采资源量 0油砂的定义油砂的性质油砂的资源状况油砂的形成油砂的开采技术提 纲21全球油砂矿的特征及形成条件与重油油藏呈现出许多共性:( 1) 中、新生代构造运动 是重油藏、油砂矿形成的主要控制因素,特别是新生代的构造运动把先前聚集的油气带到近地表,导致各种程度的生物降解和氧化。一般来说新生代构造运动起决定性作用,因为它在很大程度上决定了盆地最终的几何形状并控制了重油和油砂矿藏的分布。( 2)油气自油源区开始进行大规模的运移和聚集常发生在抬升期间,油气从生油区向斜坡上倾方向运移,形成大面积的 地层超覆油气藏 。另一种是由于基底抬升而发育起来的以 浅层披覆背斜圈闭 为主的油藏、重油油藏与油砂矿主要沿盆 地斜坡(被覆盖或部分遭受剥蚀)的外缘 和发育在盆地持续抬升基底之上的 浅表披覆构造 分布,规模通常很大。( 3)重油油藏是原油通过生物降解作用和游离氧氧化而形成的,油砂矿一般形成于近地表的 浅部 (通常在 2000或地表 。( 4)约 90%的油砂矿分布在 白垩系和古近一新近系 油气藏中。油砂的形成22油砂的形成沉积盆地中,重油油藏、油砂矿的形成、分布与规模主要取决于以下两方面:( 1) 相当规模的常规油形成与聚集 。盆地在其地质历史的演化过程中,具有相当规模的常规油气聚集是形成稠油、油砂资源的前提。依据物质平衡原理进行的统计,常规油必须 损失自身 10%~ 90% 的数量,才能成为 重油或沥青 。其中 成熟常规油 需 损失 50%~ 90%,低熟常规油 因原始相对密度、粘度值高,损失量要小,一般为 10% ~ 50%。( 2) 后期构造运动 。后期构造运动的发生恰恰 为石油进入连通系统提供了动力 。即只有在油气生成、聚集之后发生的构造运动,才能 为原始聚集的常规油进入连通系统创造条件 。如 产生开启断层、不整合面以及开启储层 等。同时,构造运动的方式又必须在连通系统内创造 较好的或一定封盖条件 ,使 石油在连通系统内不会迅速散失 ,能够 有相当数量的石油聚集 。从而 既遭受运移期又遭受油藏期的稠变作用 ,为形成相当规模的重油沥青奠定基础。后期构造运动的次数愈多、构造运动的强度愈大,原油遭受的稠变作用愈强。而且,运动的方式愈适宜封盖条件的创造,连通系统内稠油油砂的形成量与聚集量就愈大。23油砂的形成在盆地(或凹陷)内,必须有足够数量的石油由非连通系统进入连通系统,遭受各种稠变因素的作用,并使之有相当数量的原油在 连通系统 中聚集,这样,最终才可在连通系统中形成重油/油砂。在整个油砂的形成过程中,连通系统内 石油总供给量 等于 生油岩总排驱量 与 非连通系统总聚集量之差 。总供给量包括连通系统内的保存量(未开始遭受稠变并聚集的量)和散失量(非稠变因素造成的损失量)。24油砂的定义油砂的性质油砂的资源状况油砂的形成油砂的开采技术提 纲25油砂的开采技术油砂的勘探开发历程1875年 ,由政府资助的对油砂进行的地质研究,一直到 水浮选 这一从油砂中提炼石油的最可行的方法,并且对油砂进行了早期开发。总体而言,这些活动虽然揭开了加拿大对油砂开发和利用的序幕,但都没有取得商业上的成功。20世纪 50年代 ,加拿大油砂才真正进入现代商业开发阶段。首个投入的项目是加拿大大型油砂 (目。 967年投入生产,成为世界上首家油砂运营公司。26全世界最大的从油砂中生产石油的制造商,其生产的石油能满足加拿大 13%的用油需求量。 用设施厂、提炼厂以及改质设施,用来生产增值的轻质无硫原油。 到2005年, 5× 104d。除 他如加拿大 拿大天然资源公司 ( 拿大石油公司( 砂的开采技术油砂的勘探开发历程27油砂的开采技术 露天开采油砂矿藏的厚度及埋深的差异决定了使用不同的开采方法。当油砂层厚度达 30~ 45m,上面覆盖层厚度不超过 油率超过 8%~ 9%,适合露天开采; 对于埋藏较深的油砂矿则不适于露天开采,世界范围内的油砂矿平均 有 10%可进行露天开采 。露天开采所需的设备及费用、沥青回收率较其他方法好,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。28油砂的开采技术油砂处理过程大致为四个环节: 露天采掘油砂 , 重油沥青抽提 ,重油沥青改质 和 废物处理 。露天开采29油砂的开采技术 就地开采对于埋藏较深的油藏(或油砂),特别是 300掘成本很高,因此采用地面开采的方法是不可行的。就地开采包括: 携砂冷采法、蒸汽吞吐法、水平井蒸汽辅助重力泄油( 、注入溶剂法、井下就地催化改质开采技术、水热裂解技术等 。就地开采工艺大规模应用于稠油的开采。30油砂的开采技术就地开采携砂冷采法31油砂的开采技术 就地开采蒸汽吞吐法1、注蒸汽阶段; 2、闷井阶段; 3、采油阶段。高温蒸汽吞吐的主要作用:(1)降低原油粘度;(2)高温解堵作用;(3)降低界面张力;(4)流体及岩石的热膨胀作用;(5)高温下稠油裂解,粘度降低。32油砂的开采技术 就地开采水平井蒸汽辅助重力泄油技术 (开发超稠油的一项前沿技术,其基本原理是以 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。33油砂的开采技术 注入溶剂法地下水平井注气体溶剂萃取稠油技术( 方法是蒸汽辅助重力泄油方法的一个发展。但不是注蒸汽,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。注入的气体在底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大。34油砂的开采技术 就地开采火烧油层技术35随着原油的短缺及价格的不断上涨,世界巨大的重油及沥青砂工业性开采将会进入一个新的快速发展时期。越来越多的公司开始加入到油砂资源的开发利用,全球石油公司的收购、兼并也在加速,大量的资金蜂拥进入,跨部门、跨学人才流动、合作,带动了相关高新技术进入油砂的开采,可以遇见,“十一五”以后,即 2010年后,油砂的开发技术将会有一个突飞猛进的发展,非常规油砂油将会成为重要的能源之一。未来几年,随着技术的不断引进、开发,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。油砂开采的发展趋势36谢谢观看!END
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