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准噶尔盆地油砂地质评价及开采可行性(引用)

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准噶尔盆地 油砂 地质 评价 开采 可行性 引用
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石油科技论坛准噶尔盆地具有丰富的油 砂 资源。 该盆地地表油砂的地质调查和相关研究主要进行过三次 : 1990 年由新疆石油管理局与中国石油勘探开发研究院合作, 对盆地西北缘 (红山嘴、 黑油山、 三区、 白碱滩、 风城) 油砂进行了地质调查, 并估算了地质储 量 ;1994 年由新疆石油管理局与石油大学合作, 对西北缘乌尔禾地表油砂进行了地质评价, 钻了 10 口油砂专探井,进一步计算和落实了地质储量, 同时对西北缘其它油砂分布区做了部分补充研究工作, 提出了对西北缘油砂储量整体修正方案 ; 2004 年, 由新疆油田公司与中国石油勘探开发研究院廊坊分院合作, 对准噶尔盆地油砂的资源状况和开采条件再次做了深入、 系统的研究, 钻了 47 口油砂专探井, 获取了大量油砂样品, 进行了油砂分离、萃取的实验模拟研究, 再一次计算和落实了储量。 本文在上述研究的基础上, 综合分析已取得的成果和认识, 通过初步效益评价, 对油砂开采的可行性进行了分析, 供今后准噶尔盆地油砂矿场试验和商业开采的参考。油砂的分布1. 加拿大油砂勘探开发现状目前世界上已探明油砂资源的95% 集中在加拿大阿尔伯达省北部阿萨巴斯卡河流域、 和平湖及冷湖地区。 其中阿萨巴斯卡流域的油砂是世界上最大的已知油砂资源。 已经探明的油砂和重油资源达 4000 × 10 8 m 3( 合 3406 × 10 8 t 原油 ) , 相当于整个中东地区的石油蕴藏量。 其中, 大约 9%的油砂层接近于地表, 有很高的开采率, 其余大部分深埋地下, 尚不具有经济开采的价值 [1] 。加拿大的油砂埋藏很浅, 深度一般不超过 610m 。 据估计油砂埋藏深度小于 80m 的约占 20 %左右, 这些均可露天开采。 其余油砂的埋藏深度达760m , 只能通过钻井的方法来开采。目前, 露天开采是其主要开采方式,埋深一般要求在 75m 以内 ; 原地开采仅适合于埋深在 75 ~ 400m 之间的油砂, 即通过热采等方式使固态油砂变成流体后由井筒采出。 另外, 含油率是油砂开采是否有效益的重要指标,油砂含油率小于 7% 认为是没有经济效益的 [2] 。2. 准噶尔盆地油砂分布及萃取工艺实验研究( 1 ) 油砂赋存的地质条件准噶尔盆地油砂分布十分广泛,但集中分布于西北缘克拉玛依—乌尔禾一带 ; 盆地南缘所见显示的规模一般都很小, 油浸砂岩多与断裂、 裂缝有关, 浸染范围有限 ; 盆地东部显示规模很小, 岩性致密。 见图 1 。 因此,从油砂工业开采的角度重点研究盆地西北缘油砂的地质特点和开采条件,是应当首选的。西北缘油砂集中分布于红山嘴地区的红山梁沟、 化石沟、 石蘑菇沟、 泉新疆油田公司勘探开发研究院□ 王屿涛 董蔚凯 靳 涛新疆油田公司勘探公司 韦书铭37准噶尔盆地油砂地质评价及开采可行性石油科技论坛 家 论 坛水沟、 蚊子沟 ; 克拉玛依地区的吐孜阿肯内沟、 黑油山、 后山水库、 平梁沟、 小石油沟 ; 白碱滩地区的白沟、 小侏罗沟 ; 乌尔禾地区的油砂山、 沥青脉等。总体上, 西北缘油砂的分布特征为 :①地表油砂分布与重油、 常规油关系密切, 从深层-浅层-地表, 呈常规油—重油—油砂的分布规律 ;②平面上分布比较集中, 主要分布在红山嘴、 黑油山、 白碱滩和乌尔禾地区 ;③纵向上, 集中分布在白垩系吐谷鲁群, 其次为三叠系克拉玛依组。侏罗系齐古组和八道湾组以稠油为图 1 准噶尔盆地油砂分布位置图主, 地表油砂较少, 除红山嘴地区和克拉玛依地区的吐孜阿肯内沟见有八道湾组的油砂露头, 白碱滩地区见有齐古组的油砂露头外, 其它地区未见其露头 ;④油砂分布与地层不整合紧密相关, 集中分布在中生界超覆尖灭带上。( 2 ) 油砂含油率的测定西北缘油砂含油率的测定结果见表 1 。 不难看出, 三次测定的结果是基本一致的, 均大于 。( 3 ) 油砂萃取实验研究油砂中抽提物 (沥青) 的萃取是油砂矿床开采工艺最重要的环节, 也是商业性评价的基础。 实验室油砂萃取模拟试验, 为确定不同性质油砂的萃取方法、 油砂含油率、 干馏油品的物理性质等参数提供了可靠的基础, 特别是为现场实地开采提供了系统可靠的依据。①油砂萃取方法试验目前, 油砂的萃取方法有多种, 主要有水洗法、表 1 西北缘油砂含油率数据表地区 层位含油率 (% ) 含油率 (% ) 含油率 (% )( 1990 ) ( 1994 ) ( 2004 )红山嘴 K 1 t 2 k 三 区 J 2 k 1 t 1 t 均 不同性质的油砂应采取不同的萃取方法。 表 2 为不同方法下各类油砂的洗油效率和成本预算以及相应萃取方法的确定。 可以看出, 通过油砂分离试验, 准噶尔盆地西北缘乌尔禾、 红山嘴的露头油砂适合于干馏法开采, 洗油效率可达到70% 以上, 吨油成本为 1300 元。②产油率和采收率的确定对西北缘露头油砂的干馏试验如图 2 所示。 试验结果表明, 乌尔禾油砂干馏产油率为 5% , 即 20t 油砂产 1 同时产 480m 3 天然气, 按1255m 3 天然气折算 1t 原油, 则 480m 3天然气约等于 油, 折合产油率为 。 。 这一试验结果与前人对西北缘油砂含油率的测定为 7% 左右的结果是相近的。 同时可以看到, 在干馏试验中, 干馏油的累计采收率可达70% 以上 (图 3 ), 是一般稀油采收率的 3 倍。储量评价及区块优选1. 油砂储量计算西北缘油砂的储量计算亦进行过三次 : 1990 年由含油率法计算油砂储量为 22945 × 10 8 t ; 1994 年根据露天开采系数 ( , 计算可采储量为6384 × 10 4 t ; 2004 年在专探了 47 口油砂井后, 根据剥采比参数, 计算埋深 100m 以内的油砂储量为 10 8 t , 其中, 0 ~ 50m 储量为 7147 ×10 4 t ; 50 ~ 100m 储量为 6035 × 10 4 t 。对比以上计算结果认为, 计算单元的面积基本一致, 但深度差别较大。 1990 年计算的是 200m 以上的油砂厚度 ; 1994 石油科技论坛( 计算的结果 ; 2004 年在对比加拿大露天开采深度的基础上, 分两段计算储量, 故计算结果较为可靠。2. 油砂储量分级油砂储量分级目前还缺乏统一的标准, 但仍应以勘探程度作为划分标准。 针对油砂厚度基本稳定, 变化不大, 与煤和油页岩的变异性相似, 可借鉴其储量分级标准 : 探明储量 - 井距小于 500m ; 控制储量 - 井距 500 ~ 1000m ; 预测储量 - 井距大于 1000m 。根据准噶尔盆地油砂实际的勘探程度, 可进行以下分级 : 乌尔禾油砂山井距已达到 300 ~ 500m , 并且油砂大面积出露地表, 露头有探槽和大量实测剖面控制, 可达到探明储量级别 ; 红山嘴、 黑油山 - 三区、 白碱滩六九区的井距已达到 800 ~ 1500m ,并且浅部有探槽和实测剖面控制, 可达到控制储量级别。3. 区块优选及排队根据油砂矿厚度、 含油率、 储量规模、 埋藏深度、 地表条件、 水电交表 2 不同地区油砂分离萃取方法试验结果油砂样品 吉林套堡 内蒙图木吉 新疆乌尔禾 新疆红山咀含油率 ( % ) 水、 湿 亲水、 湿 弱亲水干燥 弱亲水干燥温度 (℃) 30 85 80 80水洗 洗油效率 ( % ) 95 95 50 50成本 (元 /t ) 200 850 / /溶剂法洗油效率 ( % ) 96 96 96 96成本 (元 /t ) 1000 1000 1000 1100干馏法油收率 ( % ) / 元 /t ) / 1300 1300 1300油砂矿地区条件 水源充足 水源充足 缺水 缺水方法优选 水洗法 热水化学法 干馏法 干馏法(据中国石油勘探开发研究院廊坊分院, 2004 )图 2 乌尔禾油砂干馏产油率示意图图 3 准噶尔盆地西北缘油砂干馏累计采收率曲线100806040200 100 200 300 400 500 600油产量 (g )油累计收率 ( %)产油量(g) 油收率(%)干馏温度 (℃)通等油砂矿地质及开采经济技术条件综合分析,准噶尔盆地油砂有利开发区主要分布于西北缘的下列三个区块 :( 1 ) 乌尔禾油砂山白垩系地表油砂有二层, 上部含油砂岩面积约为 , 油砂厚度3 ~ 15m, 含油率 , 平均剥采比为0 , 储量为 308 × 10 4 t ; 此外, 下部含油底砾岩面积为 8 , 油砂厚度 3 ~16m, 含油率为 4% , 平均剥采比 储量为 430 × 10 4 t 。乌尔禾油砂已大面积出露地表,交通、 水电极为方便, 可作为有利开采区和中试场地。( 2 ) 红山嘴油砂 (石蘑菇沟 - 大油泉沟)主要为红山嘴北部的石蘑菇沟 平均剥采比为 0 ~50m 油砂面积为 , 储量 2447× 10 4 t ; 50 ~ 100m 油砂面积 10 ,储量 1602 × 10 4 t 。该区地表见大量油泉, 油砂厚度大, 含油率高, 红砂6井岩芯含油率高达 12% , 部分地区油砂已出露地表, 为有利开采区块。( 3 ) 三区油砂 (后山水库 - 花园沟)主要为三区西南侧的后山水库 平均剥采比为 0 ~ 50 , 储量 2041 × 10 4 t ;50 ~ 100m 油砂面积 , 储量1091 × 10 4 t 。 该区离克拉玛依市区只有 5 地表为山前戈壁 , 为有利开采区块。39石油科技论坛 家 论 坛油砂开采经济评价1. 评价参数和指标我国尚无开发油砂的先例, 试验区的投资可参照 2005 年加拿大阿尔伯达省新建的第三个油砂项目的投资额折算。 该项目的油砂生产能力为日产 50 × 10 4 共投资 100 亿加元,将于 2010 年建成投产。 以此作为参照, 乌尔禾油砂作为开发试验区, 露头储量为 308 × 10 4 t , 设计年产能为10 × 10 4 t , 需投资 元人民币。考虑到其它的不确定性因素, 将工程投资系数定为 项目约需投资 3 年建成投产。评价选定油砂价格为 25$/贴水) ; 成本方面除了材料、 燃料、动力、 人工费、 维护修理费、 运输费和厂矿管理费等操作费为必然要发生之外, 其余的费用不得而知, 因此, 操作费用参照本油田稠油的开采操作费 ; 评价及折旧年限为 10 年 ; 原油商品率为 97% 。2. 效益评价结果经济评价参数和结果见表 3 。 乌尔禾油砂的开发实验方案,建产能 10 × 10 4 t , 项目总投资 40911 万元, 其中固定资产投资 40200 万元。 当油价为 25$/, 合成油产量10 × 10 4 t , 主要经济指标所得税后为 : , 元, , 税后利润 23360 万元。 平均操作费 435 元 /t ,平均生产成本 984 元 /t 。 不难看出, 各项财务评价经济指标达到了行业规定的基准值, 项目基本可行。需要说明的是, 该开发试验项目国内尚无可参照的基本数据。 但可以认为,油砂投资项目是一个投资高、 风险大、 成本高的项目,因此评价所参照的数据和测算的投资数据比较粗略。最新资料表明, 目前加拿大油砂开采已由过去的 25 $/ 降低至现在的 3] 。建议应进一步收集相应资料从而更详细地进行测算和论证, 以求有效地避免投资失误及投资风险。准噶尔盆地油砂开采的重要意义及可行性分析1. 油砂资源应作为准噶尔盆地油气能源的重要补充自 “八五” 以来, 准噶尔盆地油气储量和产量持续保持增长势头, 原油产量突破了 1000 × 10 4 t , 成为西部最大的石油生产企业。 但同时应该看表 3 乌尔禾油砂开采经济评价参数项目名称 单位 指标 备注项目总投资 万元 41436  开发总投资 万元 40911  固定资产投资 万元 40200  地面建设投资 万元 40200  流动资金 万元 711 分项详细估算法建成产能 10 4 t 10 年累计油量 10 4 t 平均单位成本费用 元 /t 984  平均单位操作费 元 /t 435  利润总额 万元 35057  税后利润 万元 23360  投资利润率 % 平均利润投资利税率 % 内部收益率      所得税前 % 部投资所得税后 % 部投资财务净现值      所得税前 万元 部投资所得税后 万元 部投资投资回收期      所得税前 年 部投资所得税后 年 石油科技论坛到,随着勘探程度的不断提高,勘探难度也在不断增加。回顾“八五”至“十五”前三年的整体勘探开发效益,不难发现“十五”整体效益在下降,如每口探井探明储量分别比“八五”和“九五”少 104t 和 104t ;每米进尺平均探明储量分别比“八五”和“九五”少 265t 和 而勘探成本则分别是“八五”和“九五”的 和 。可见,稳产和上产的基础渐趋脆弱,难度日益加大。“十一五” 油田公司提出了实现2000 × 104t 油气当量的宏伟目标,这无疑是巨大的机遇和挑战。准噶尔盆地油砂是我国重要的油砂分布区。作为非常规油气资源,加拿大具有非常成熟的开采技术、配套设备和成功经验。目前油砂的储量基本落实,分离萃取的试验理论和成果可信。虽然储量规模不大,但较高的采收率可使其达到一般稀油储量的 3倍以上,即 108t 油砂相当于3 ~ 4 × 108t 稀油储量,加之国际油价一直维持高位,据预测,今后相当长一段时间国际油价会维持在 30$/照加拿大 20$/经济开采界限,准噶尔盆地油砂是有经济开采价值的。因此,“十一五”至 2020年,应将油砂开采作为油气产量的重要补充,以缓解上产的巨大压力。2. “十一五”前两年应进行油砂开采技术储备、 选区和现场试验工作油砂的开采不同于常规油气, 它是上、 下游一体化的系统工程。 露天开采油砂有四个环节 : 露天采掘、 重油抽提萃取、 重油改质和残渣处理。 我国目前还没有矿场开采油砂的先例,因此, 要实施现场开采, 必须要进行深入、细致的调研, 必须要经历从理论到实践、 试验到现场的过程。“十一五” 头两年, 应抓紧进行油砂开采前的技术储备工作, 包括采掘设备、 干馏抽提装置、 油品改质及地质选区等等, 为下一步的商业开采奠定基础。3. 尽快组建一支联合攻关项目组是进行油砂开采的重要组织保障地表油砂开采是一项复杂的系统工程,其中许多技术是我们从未接触或知之甚少的,因此,要保证这项工程的顺利开展,应尽早组织一支联合攻关项目组,包括专业设计、地质、工程、经济、炼油、装备、环保等领域。项目组的首要任务是进行油砂矿场开采前的详细论证工作。这是项目前期运行的重要环节。4. 多元化的经营机制和对外协作是高效开发油砂资源的有效途径油砂开采单元和开采规模较小,应制订特殊的政策,建立多元的经营机制,如鼓励存续企业和小油公司以及社会融资,放开市场;同时政府应制定优惠的税费政策,调动社会各方面参与开发油砂的积极性。国外有很多这方面的成功经验可供借鉴。惟有如此,才能取得高效开发的成果。另外, 要高度重视和加强对外协作。 油砂的开采, 可以说所有的技术和设备需要引进,必须加强与相关科研院所和生产单位的协作, 组成联合攻关。 这是开发油砂资源的有效途径。参考文献[1] 科兴华, 加拿大阿尔伯达省的油砂资源和油砂工业 。 全球科技经济 望,2004 ( 5 ), 58[2] 苏爱春编译, 加拿大油砂资源分析,世界石油, 2004 , 8[3] 翟爱军摘译, 加拿大油砂工业的发展,世界石油工业, 1998 ; 5 ( 9 ), 7作者简介王屿涛,男, 46 岁,高级工程师,1984 年毕业于西北大学地质系,工学硕士,现在新疆油田公司勘探开发研究院工作。41瞭
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