加拿大油砂開(kāi)采技術(shù)初探

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1、朱作京:加拿大油砂開(kāi)采技術(shù)初探21加拿大油砂開(kāi)采技術(shù)初探編譯:朱作京(中石化勘探開(kāi)發(fā)研究院)審校:李發(fā)榮(大慶油田工程有限公司)摘要加拿大是世界上油砂資源最豐富井下開(kāi)采是近年來(lái)技術(shù)進(jìn)步后實(shí)現(xiàn)的油砂開(kāi)采方的國(guó)家,同時(shí)也有著世界上最先進(jìn)的油砂開(kāi)式。主要用于埋深大于75m,厚度大于10m的油采技術(shù),各大石油公司在大堤進(jìn)行油砂開(kāi)砂礦。采,提煉瀝青。在上個(gè)世紀(jì)70年代末到80表1油砂開(kāi)采方式年代初,油砂的開(kāi)采和提煉進(jìn)入高潮,但因適合儲(chǔ)量/產(chǎn)量/適合主要工藝采收率總儲(chǔ)量總產(chǎn)量操作成本太高沒(méi)有商業(yè)效益而被擱淺。而進(jìn)條件(技術(shù))(%)(%)(2002年)入

2、90年代,由于油砂開(kāi)采、運(yùn)輸、分離和露天埋深小于采礦/萃取8090#.提煉技術(shù)有了很大的進(jìn)步,從而使從油砂中開(kāi)采75m采礦/萃取和提煉生產(chǎn)原油的成本大幅度下降,加上最近幾年蒸汽循環(huán)激勵(lì)生原地埋深大于產(chǎn)法(CSS)居高不下的原油價(jià)格使油砂的開(kāi)采再一次進(jìn)開(kāi)采75m20蒸汽輔助重力驅(qū)4070".入到了人們視線中。本文描述了油砂的開(kāi)采(SAGD)冷采過(guò)程以及采用的開(kāi)采技術(shù),并分析了目前開(kāi)1,露天開(kāi)采采技術(shù)對(duì)油砂開(kāi)采前景的影響。露天開(kāi)采可以分成相互銜接的兩個(gè)部分:采礦主題詞加拿大油砂開(kāi)采技術(shù)(Mining)和萃取(Extraction),雖然采礦和萃

3、取是兩個(gè)不同的過(guò)程,但是它們彼此互相影響。一、油砂開(kāi)發(fā)前景如圖1所示,采礦過(guò)程主要分為以下幾個(gè)部分:◇用卡車和鏟車除去蓋層;近2年來(lái),隨著國(guó)際原油價(jià)格如天馬行空般高◇用電動(dòng)或水力鏟車挖出油砂;開(kāi)高走,世界各國(guó)都為能源捉襟見(jiàn)肘,油砂再次進(jìn)◇把油砂從礦場(chǎng)運(yùn)送到壓碎機(jī);入人們的視野,其能源價(jià)值和商業(yè)潛力日益引起世◇把油砂加工碾碎;界石油業(yè)界的廣泛關(guān)注?！髮⒂蜕盎旌铣缮皾{;二、油砂開(kāi)采技術(shù)◇用離心泵和管線(常稱為水力輸送)把油砂從礦區(qū)運(yùn)送到萃取區(qū)域。最近幾年,油砂開(kāi)發(fā)技術(shù)的進(jìn)步不斷推進(jìn)著油砂工業(yè)的發(fā)展,并已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步。主要有以下幾方面:用巨

4、型卡車和鏟車開(kāi)采油砂,增加了開(kāi)采的靈活性,同時(shí)降低了成本;用水力運(yùn)輸管道系統(tǒng)代替了傳送帶系統(tǒng),使油砂達(dá)到管輸要求,并簡(jiǎn)化了把瀝青和砂分離開(kāi)來(lái)的萃取過(guò)程;在萃取階段,降低了加工的溫度;采用固化或合成殘?jiān)募夹g(shù),加快了大面積殘?jiān)氐闹卫?并在努力研究一種覆蓋技術(shù)來(lái)處理殘?jiān)?用鉆井法開(kāi)采油砂,實(shí)現(xiàn)了蒸汽輔助重力驅(qū)工藝熱采方法的商業(yè)化,減少了蒸汽的耗用。圖1采礦過(guò)程示意圖目前,油砂開(kāi)采方式有兩種———露天開(kāi)采和原地開(kāi)采。露天開(kāi)采僅被用于埋深小于75m,厚度大采礦設(shè)備和某些采礦操作是油砂工業(yè)所獨(dú)有于3m的油砂礦。這種方法主要是將地表上的土的,現(xiàn)在這一

5、操作主要受到下一分離過(guò)程的限制;壤、植被等覆蓋層用卡車和鏟子除去,露出油砂。而萃取過(guò)程也是瀝青損失最大的過(guò)程,因此,必須22國(guó)外油田工程第23卷第1期(200711)綜合考慮采礦和萃取兩個(gè)步驟?！蟾玫亓私饩珶掃^(guò)程和使用的化學(xué)劑,開(kāi)發(fā)在過(guò)去的15年里,水力傳輸已經(jīng)代替了其他尾渣合并技術(shù);的設(shè)備。從礦石漿中萃取瀝青由兩個(gè)步驟組成:◇開(kāi)發(fā)干渣處理技術(shù);步驟一:分離初級(jí)分離器(primaryseparation◇開(kāi)發(fā)可移動(dòng)的破碎機(jī)、混漿機(jī)和瀝青分離vessel)中的瀝青泡沫,其中含60%瀝青,30%機(jī),以減少原料的運(yùn)送距離;水,10%微固體?！笱?/p>

6、究對(duì)礦石具有高適應(yīng)性的瀝青提取技術(shù);步驟二:稀釋發(fā)泡處理(見(jiàn)圖2):提取瀝青,盡◇開(kāi)發(fā)深入到50～100m深儲(chǔ)層的水平井技術(shù);可能排除水和固體。如今,實(shí)現(xiàn)此過(guò)程主要有兩種方◇研制油砂連續(xù)開(kāi)采、分離設(shè)備(如已經(jīng)試驗(yàn)法:最初的石腦油溶劑處理過(guò)程需要斜板分離器(in2的油砂聯(lián)合機(jī)),及其商業(yè)化推廣。clinedplateseparators)和離心分離機(jī)除去殘余固體和2,原地開(kāi)采水;新的石蠟溶劑處理過(guò)程需要沉降容器,但是由于原地開(kāi)采技術(shù)主要應(yīng)用在埋藏比較深的儲(chǔ)層(大不用離心分離機(jī),可以得到較純凈的產(chǎn)品。于75m),表2列出了目前主要的原地開(kāi)采技術(shù)

7、,其中蒸汽輔助重力驅(qū)、蒸汽循環(huán)激勵(lì)生產(chǎn)和冷采是目前油砂開(kāi)采中應(yīng)用范圍比較廣的原地開(kāi)采技術(shù)。表2原地開(kāi)采技術(shù)開(kāi)采技術(shù)優(yōu)點(diǎn)局限建議解決方法應(yīng)用范圍蒸汽循環(huán)激勵(lì)采出程度低采油速度快CSS和重力排不可動(dòng)油生產(chǎn)法(CSS)(20%)驅(qū)綜合應(yīng)用藏重力排驅(qū)采收率高(50%)初始產(chǎn)量低初始產(chǎn)量低人工舉升改善了原油蒸開(kāi)發(fā)新的蒸汽蒸汽輔助重力水平井技術(shù)應(yīng)用范圍汽比,采收率開(kāi)發(fā)智能探測(cè)驅(qū)(SAGD)如何推廣到低廣高(40%60%)設(shè)備溫低壓和底水油藏研制一種使超改善油藏利用砂處理;油田重油可動(dòng)的低圖2萃取過(guò)程示意圖冷采程度;原油產(chǎn)開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略規(guī)熱處理方法;薄產(chǎn)層不量

8、高;采油成劃;開(kāi)采程度可動(dòng)油藏研究冷采后的(1)初級(jí)分離本低低技術(shù)初級(jí)分離器是一個(gè)巨大、昂貴、固定不易移動(dòng)薄產(chǎn)層不的裝置。運(yùn)行條件必須穩(wěn)定,對(duì)礦石等級(jí)、溫度、可動(dòng)油能源成本低;油