[发明专利]改善的油砂回收及改性方法

说明书

技术领域

本发明涉及同时实现从油砂中回收并改性油成分(沥青)的方法，更详细而言，涉及使用SAGD(蒸汽辅助重力泄油(steam assisted gravity drainage))技术回收地下储藏的油砂中的油成分时，同时注入蒸汽和气体产生物质、蒸汽和CO₂、蒸汽和CO₂及气体产生物质，从而从地下储藏的油砂中回收油成分(沥青)的同时，回收质量改善的沥青的方法。

背景技术

油砂由对应于油成分的沥青(bitumen)，以及石英砂(quartz sand)、粘土(clay)、水及微量的各种矿物质以物理·化学方式混合在一起而构成，按其储藏位置的不同成分多少会不同，大概由75～85％的无机物(石英砂、粘土、矿物质等)，3～5％的水，1～18％的沥青构成。

上述油砂中所含的沥青为黑色的较重且粘稠状的粘性质地的原油，具有8～14°的API值，粘度最大为数千～数百万cP。在自然状态下不能在钻孔及输油管内流动，因此加热或与稀释剂混合使粘度降低后输送至输油管。

回收地下储藏的油砂方法有露天开采(Surface Mining)及多种形态的原位(in-situ)技术，但最重要的是先降低沥青的粘度。

另外，沥青由因无附加值而用于燃料的沥青、和因有附加值而可活用于石油化学制品的软沥青构成，该价值取决于沥青中所包含的软沥青的含量，因此回收软沥青成分丰富的天然沥青、或回收沥青时结合将沥青成分转换为软沥青成分的技术则可回收软沥青成分增加的沥青。

大部分原位技术的重要目标是降低沥青的粘度，使其容易移动，商业用途中使用到的原位技术有CSS(蒸汽吞吐采油法(Cyclic Steam Stimulation))技术，SAGD(蒸汽辅助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage))技术等，正在以中试水准进行的研究有ES-SAGD(扩展溶剂-SAGD(Expanding Solvent-SAGD))技术，THAI【水平段注空气(Toe to Heal Air Injection)】技术，VAPEX【蒸汽提取过程(Vapor Extraction Process)】技术等。

上述SAGD技术，作为从地下储藏油砂中回收沥青的常用方法，是最常用的商用技术。上述SAGD技术是先从地下深处挖掘两个平行的水平方向的井(well)后，在上端的井中注入蒸汽产生热量，从而降低周边粘度高的油砂的粘度，使其向下流动的同时汇聚到下端的井内，然后将粘度降低的热油砂向地上抽出并将其回收。但是，其生产现场的回收率约为50％的水准，存在使用过量的蒸汽，为了产生蒸汽而使用过量燃料，由此产生过量CO₂的问题。

上述ES-SAGD技术使用了SAGD技术，同时注入蒸汽与10重量％以内的有机溶剂，从而表现出比SAGD得到改善的性能，具有回收率约为60％的优点，但存在的问题是不能100％回收所注入的有机溶剂。

上述THAI工序的优点为：原油回收率优异，投资费用少，且天然气和水的使用量少，温室气体的产生量少，能够补强SAGD技术的缺点，并且该工序还具有可用于储藏在更深处地下的质量差的原料地带的优点。但是，THAI技术目前处于中试(pilot)阶段研究的状态，为了技术的商用化还需要开发更多的技术。

上述VAPEX技术与SAGD技术类似，其特征在于，代替水使用有机溶剂从而可迅速降低油砂的粘度。即，VAPEX技术是注入乙烷，丙烷等气化溶剂在地下形成蒸汽腔室(vapor-chamber)后，使油易于通过重力流向下面的蒸汽腔室内的技术，其具有所使用的能量少的优点，但从油砂中抽取沥青的技术还存在较大的开发余地。

另外，作为不加热的方式，有CP【冷采(Cold production)】技术，该CP技术是在储藏油的粘度低的状态下，通过其注入的气体的压力差在表面产生油的技术，具有油与气体泡沫一起产生，且不使用热(能量)的优点，但存在回收率低的问题。

用于从油砂中回收沥青的SAGD(steam assisted gravity drainage)技术的现有技术如下。