01-油砂分离技术研究进展-曹鹏 (NXPowerLite)

三、油砂分离技术进展
➢ （3）超声波技术
2.油砂分离技术
V.O. Abramov, S.K. Myasnikov, M.S. Mullakaev, Ultrasonics Sonochemistry，2009
超声波在液体媒质中传播时，主要依靠空化作用，而且还伴有机械搅拌作用和热效应。
超声波能过穿透多相介质的每一个角落，到达介质的表 面（小裂缝，密闭的空隙），油砂分离更彻底
Hyunjo发明的一种用于油砂分离的装置
该装置能够回收溶解剂并进行循环再利用，以降低成本
2009
Harvey发明的一种用于油砂分离化学合成物，这种化合物与含 氮化合物或醇类化合物混合可以提高油砂分离的效率
能够有效提高油砂分离效率
2012中国(克拉玛依)国际非常规油气论坛
油砂分离技术研究进展
参研人员：斯春松 寿建峰 邹伟宏 张荣虎 曹鹏
中国石油杭州地质研究院 2012年9月
汇报提纲
一、研究背景 二、油砂定义及分布 三、油砂分离技术进展 四、结论及建议
1
汇报提纲
一、研究背景 二、油砂定义及分布 三、油砂分离技术进展 四、结论及建议
白云岩溶孔、洞、缝 砂岩次生溶孔
砂岩溶孔、原生残余孔 白云岩溶孔、洞、缝
砂岩原生残余孔
砂岩粒间孔 砂岩粒间孔 泥岩裂缝
含油率，% 6~13
10 2~5 不均匀 2~4 1~2 不均匀 2 13 9~12
7~15 -
8
汇报提纲
一、研究背景 二、油砂定义及分布 三、油砂分离技术进展 四、结论及建议
9
三、油砂分离技术进展
地表油砂矿（埋藏深度小于75m ）
1.油砂开采技术
10
三、油砂分离技术进展
深层油砂矿（埋藏深度大于75m ）
1.油砂开采技术
SAGD技术
CSS技术
11
三、油砂分离技术进展
SidDnre.yKCa.rlEAll.sClark
2.油砂分离技术
12
三、油砂分离技术进展
油砂分离原理 ✓ （1）油砂沥青融解过程，形成油砂沥青包裹砂粒的小颗粒。 ✓ （2）油砂沥青从砂粒表面剥离过程。
中国油砂资源分布示意图
7
二、油砂定义及分布
2.油砂分布
地区 新疆 青海 贵州
浙江余杭
内蒙古 西藏
云南 广东 广西
中国主要油砂资源特征表
名称
准噶尔盆地 塔里木
柴达木盆地
麻江油砂
瓮安油砂
泰山油砂
图牧吉油砂 二连盆地 中口子盆地 羌塘盆地 伦坡拉盆地 中和油砂 龙街油砂 小古山油砂 景谷盆地 茂名、山水
超声波技术
优劣点 要求温度在（50-80）℃之间，分离成本较高 要求温度在（50-80）℃之间，分离成本较高 要求温度在（50-80）℃之间，分离成本较高 25℃条件下即可完成，初次采收率可以达到98% 热解要求在高温（（450-500）℃）条件下进行，大大增 加了油砂分离成本
要求温度在（40-80）℃之间，分离成本较高
油砂矿
Coarse sand
fines
产品
利用含阳离子表面活性剂的水溶液将油砂分离的技术，要求温度（50-80）℃之间进行
15
wk.baidu.com、油砂分离技术进展
➢ （2）煤油与（甲基异丁基甲醇）MIBC混合 L.L. Schramm, E.N. Stasiuk, H. Yarranton, B.B. Maini, CIPC，2002
2010 2010 2010
2010 2010
超临界流体 丹佛浮选机 离子液体（Ils）
聚硅酸盐微凝胶 CS2
降低了碳氢组分在粘土矿物上严重的吸附作用，解决了 溶剂损失的问题，提高油砂分离效率
应用温度为35℃，有效降低了分离成本
在油砂分离的过程中无水的参与，但需要少量的离子液 体，而且萃取后可以回收再利用，因此这一工艺过程具有较 大的工业开发潜力，但是需要进一步的实验观察研究
2.油砂分离技术
油砂分离示意图
13
三、油砂分离技术进展
2.油砂分离技术
年份 1980 1984 1993 2002 2003
2008
2009
2009
油砂分离技术汇总简表
技术方法 阳离子表面活性剂的水溶液
化学驱油剂、单碱萃取 热碱水悬浮液
利用煤油和甲基异丁基甲醇（MIBC）进行混合
真空热解法
利用含有少量碳的过氧化氢水溶液（3%-6%）和纯过氧化氢溶 液的表面活性剂，采用缓慢搅拌的方式来进行油砂分离
适用温度为25-90℃，此技术的优点是减少了有毒物质及 尾矿的排放，有利于保护环境
此种方法可以提供高产量并且可以保护环境
14
三、油砂分离技术进展
➢ （1）阳离子表面活性剂
2.油砂分离技术
Henry E.Alduist, Bartlesville,Okla.; Allen M. Ammerman, McPherson, Kans. 1980（US Patent 4229281）
2
一、研究背景
油砂矿 在稳定生产条件下的非常规原油产量预测图（ASPO） 资源发现量与消费量变化趋势对比图（来源：ASPO）
3
汇报提纲
一、研究背景 二、油砂定义及分布 三、油砂分离技术进展 四、结论及建议
4
二、油砂定义及分布
油砂（也被称为“沥青砂”或“焦油砂”）， 是一种含有天然沥青的砂岩或其他岩石，它 主要由砂、沥青、矿物质、黏土和水组成。
第一个油砂发现者是一个印第安商贩， 时为1719年。不过，当时人们还很少用得 上石油。土著居民用这种像焦油状的物质 为他们的小船堵缝以防水。
1.油砂定义
5
二、油砂定义及分布
2.油砂分布
世界油砂资源分布示意图
6
二、油砂定义及分布
2.油砂分布
新一轮油砂资源评估，中国油砂资源量达到59.7亿吨，其中新疆准噶尔盆地西北缘地区油砂 储量达到14.3亿吨.
百色
层位
J-K O、S J-N S1-2 O1h ε1m ε1h Z2x Z2x
K K K J E-N T3 J2、T3 J2 E E E
厚度/m 2~10 20~40 100 5~15 5~20
39~40 0.8~2.1 4.2~24
5
储集层 孔隙类型 砂岩粒间孔、溶孔
砂岩粒间孔、溶孔 砂岩次生溶孔
2.油砂分离技术
低温条件下油砂萃取效果对比图
16
三、油砂分离技术进展
2.油砂分离技术
➢ （2）煤油与（甲基异丁基甲醇）MIBC混合
对于为什么MIBC的增加对于一次采收率具有积极的作用，而又不影响沥青质 粘度、表面电荷和界面张力的原因还不是很明确。
悬浮液添加剂（煤油、MIBC）与电泳率、初次采收率的关系图 17