說到非常規(guī)油氣資源，你的腦海中或許會立馬浮現(xiàn)出風(fēng)光無限的煤層氣、頁巖油氣。但還有一種低調(diào)的能源，其可采儲量占全球非常規(guī)油氣資源的15%以上，它就是油砂，一種“低調(diào)”的非常規(guī)能源。
油砂，也被稱為“焦油砂”，或“瀝青砂”，主要由瀝青、沙、富礦粘土和水組合而成，其中瀝青含量約為6%-12%，沙和粘土等礦物占80%-90%，余下為3%-5%的水。油砂既具有固體礦床的成礦特征，又在成因上表現(xiàn)為剩余油藏的特點。
在油砂的定義與分類上，各國略有不同。在油砂資源富集的加拿大，油砂與重油被統(tǒng)稱為油砂；而在我國，重油則被賦予了另一個名字——稠油。
01
油砂形成：砂巖和原油的不解之緣
油砂的形成，如同一場砂巖與原油的奇妙邂逅，經(jīng)歷了生成、運(yùn)移、儲集、破壞、保存等五個階段。
石油生成之后，在地下會通過地層中的孔隙和裂縫“運(yùn)動”，尋找自己的歸宿，在“運(yùn)動”過程中，石油會遇到不同的地質(zhì)條件，當(dāng)聚集在特定的地質(zhì)圈閉構(gòu)造中時，就形成了常規(guī)油氣。
然而，有些石油在旅途中失去了輕質(zhì)的伙伴，剩下的重質(zhì)組分，如瀝青，在近地表地層與砂巖不期而遇，共同經(jīng)歷了漫長的沉積歲月，最終凝結(jié)成了油砂。
全球油砂的分布不平衡，據(jù)統(tǒng)計，擁有油砂的國家有加拿大、委內(nèi)瑞拉、俄羅斯、美國和中國等，其中加拿大居首位，甚至有數(shù)據(jù)顯示，全球油砂剩余可采儲量的99.7%都分布于加拿大，它也是唯一在油砂開采上取得顯著經(jīng)濟(jì)效益的國家。
02
油砂開采：可以“挖”的原油
采油的過程，人們一般戲稱為“挖石油”。但大多數(shù)的石油需要通過鉆井深入地層才能觸及，而油砂則因其埋藏較淺，成為了可以真正“挖”出來的原油。
油砂的開采方式，主要包括露天開采和井下開采兩種方式。露天開采就像挖煤一樣進(jìn)行露天挖掘，一般75米以內(nèi)的油砂采用露天開采的方式更經(jīng)濟(jì)實用。
在歷史上，露天開采是油砂生產(chǎn)原油的主要方式，然而，隨著大部分淺層油砂被開采殆盡，井下開采逐漸成為主流。
井下開采主要分為熱采和冷采兩種。熱采主要分為循環(huán)蒸汽吞吐和蒸汽輔助重力泄油（SAGD）兩種方式，其原理都是通過高溫的蒸汽降低原油的粘度和流動性，進(jìn)而把原油驅(qū)趕出來。
冷采則主要分為攜砂冷采和微生物冷采兩種方式。攜砂冷采是起源于加拿大的開采技術(shù)，它通過出砂形成類似蚯蚓形狀的多條通道, 進(jìn)而提高地層孔隙度和滲透率, 改善油砂的流動性。
微生物冷采則屬于生物技術(shù)與化學(xué)作用相結(jié)合的一種采油方法，它利用微生物的代謝活動及其產(chǎn)生的生物化學(xué)物質(zhì)來改善油藏條件，提高原油的采收率。
03
原油分離：兩噸油砂“洗”出一桶油
普通原油開采出來后，可以直接進(jìn)入油氣分離和集輸煉化階段。然而，油砂中的原油卻與砂巖緊密相連，如同鑲嵌在寶石中的珍珠，需要精心分離才能取出。
油砂的分離方法常用的有熱水分離法和溶劑提取法。
熱水分離法如同家里用熱水清洗餐具上的油污，將油砂放入特制的“洗碗機(jī)”中，利用熱水的熱量降低原油的粘度和流動性，將原油從砂石中“洗”出來，屬于物理分離法。
溶劑提取法，則是使用輕質(zhì)溶劑溶解油砂中的原油，提高提取效率，屬于化學(xué)分離法。
由于油砂中砂土含量較高，因此每兩噸油砂通常只能“洗”出一桶原油，約159升，這真是一場艱辛的“淘金”之旅。
隨著全球油氣能源的持續(xù)開采和消費(fèi)，油砂這種非常規(guī)油氣資源在全球油氣能源結(jié)構(gòu)中的地位日益凸顯。
據(jù)中國石油勘探開發(fā)研究院發(fā)布的《全球邁向非常規(guī)油氣時代》報告，截至2024年底，全球非常規(guī)油氣產(chǎn)量達(dá)24.6億噸油當(dāng)量，占當(dāng)年全球油氣產(chǎn)量的29.6%。加拿大作為全球非常規(guī)油氣資源國之一，油砂貢獻(xiàn)了其95%的石油產(chǎn)量，油砂幫助加拿大成為2024年僅次于美國、沙特阿拉伯和俄羅斯的全球第四大產(chǎn)油國。
油砂，這一低調(diào)的非常規(guī)能源，正以其獨(dú)特的資源潛力和開采技術(shù)，在全球能源發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。
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