就地开采技术应用于深层沥青储备的开采,若不用强化开采技术,这些沥青的黏度通常太高而不能流动。强化开采技术通常需要某种用热能来降低沥青的黏度,提高开采率的矿藏增产措施。在阿尔伯塔,商业上主要采用两种方式:周期蒸汽吞吐(CSS)和蒸汽辅助重力驱油(SAGD)。
周期蒸汽吞吐方法,也被称作吞吐,需要多个周期,每一个周期由三个有序步骤组成:将高温蒸汽高压注入矿床一段时间;浸泡阶段;生产阶段即将沥青抽到地表。整个周期如图4.4所示。高压蒸汽使油砂破碎,而高温使沥青融化成易于抽取到井口的低黏性原油。每个周期要持续几个月,当产量很低时再重复这一周期直到矿藏达到它的经济寿命为止。在冷湖油砂区和皮斯河油砂区有三个大规模的商业化周期蒸汽吞吐项目目前正在实施。
在蒸汽辅助重力驱油过程中,蒸汽的注入和生产同时进行,如图4.5所示。钻两个水平井,一个用来注入蒸汽,另一个生产热沥青。蒸汽注入井的水平部分位于沥青生产井的上方,蒸汽一方面将沥青分子从沙子中分离处理,另一方面可以降低沥青的黏度。重力作用使热沥青流到生产井中,再被抽到地面。17个商业化的蒸汽辅助重力驱油项目正在实施或已经通过了监管审查过程,其中绝大多数在阿尔伯塔油砂区。
图4.4 周期蒸汽吞吐过程(www.xing528.com)
图4.5 蒸汽辅助的重力驱油
蒸汽辅助重力驱油过程可以与周期蒸汽吞吐方法结合来改善沥青的开采。另外,一些新技术正在实验室和油田中进行实验,例如用烃类溶剂代替蒸汽的蒸汽萃取(VAPEX)、用蒸汽和溶剂相结合等。在后一种方法中,将戊烷、石脑油或其他稀释剂的混合液添加到蒸汽中以降低沥青的黏度。在蒸汽中添加溶剂将会改善沥青的开采,也有助于降低沥青的黏度以满足管道标准要求,尽管在井口仍需要添加稀释液。
一些其他的沥青就地开采方法正在测试之中,例如火驱采油技术,也称水平段注空气法(THAI)、辅助供氧(SUPOX)。将来,低蒸汽或者无蒸汽方法的应用,如电加热法,可以减少沥青开采中的能量需求[6]。而且,这些或其他技术的应用可以减小沥青开采对环境的影响。尽管技术周期很长,但这些正在进行的实验的结果可以使那些不太理想的矿床具备开采的经济条件、提高资源的开采率同时使开采更加良性。
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