一、全球剩余重油资源及其分布

    国际上通常将稠油称为重油，将粘度极高的重质原油称为天然沥青或沥青砂油。但不同的国家仍沿用自己的习惯用法，如加拿大将重油和沥青砂统称为油砂；而我国石油工程行业习惯将重质原油称为稠油，石油地质界则称其为重质油，且将天然沥青称为焦油，沥青砂称为焦油砂。　　

    全球剩余重油和油砂资源巨大，但目前公布的数字不一。据美国联邦地质调查局2003年数据，全球剩余重油地质储量约32685亿bbl，可采储量约4340亿bbl；天然沥青地质储量约26183亿bbl，可采储量约6510亿bbl。重油和天然沥青的可采储量之和略高于全球稀油的剩余可采储量9520亿bbl。而美国Haliburton公司2004年的非常规储量专项报告中指出，仅加拿大和委内瑞拉的重油和油砂的地质储量接近40000亿bbl。 （1桶(bbl)＝0.137吨(t)＝137公斤(kg)(全球平均)1吨(t)＝7.35桶(bbl)(全球平均)＝1174升）

    全球的常规油和重油分布是不均衡的，具有西稠东稀的特征。大约有69.3%的可采重油（南美61.2%，北美8.1%）和约82%的可采天然沥青（北美81.6%）分布在西半球；相比之下，约有85%的稀油储量分布在东半球。而在西半球，重油和沥青资源显示出集中分布的特征。全球约90%的超稠油分布在委内瑞拉的Orinoco重油带，约81%的可采天然沥青分布在加拿大的阿尔伯达省，这种集中分布为未来的商业化规模开采提供了有利的资源基础。　　

    从全球各地区拥有的剩余重油和油砂资源量看，南美地区居首位，其次是北美、中东。从目前各国拥有的重油剩余可采储量看，委内瑞拉为2700亿bbl，列第一；加拿大1740亿bbl，列第二；其次是俄罗斯、伊朗（重油可采储量约225亿bbl以上）。按重油和常规油合计的剩余可采储量看，委内瑞拉列全球第一，沙特阿拉伯列第二，加拿大第三，其中伊朗、伊拉克和科威特由于拥有巨大的常规油资源，对重油与沥青的研究和勘探程度很低；还有一些国家因各种原因没有系统地对其重油资源进行评估；相比而言，美国对其重油资源的研究和勘探程度较高；近年来，中国通过加强勘探和研究，重质油的探明和控制储量逐步增加，主要集中在渤海湾盆地。

    世界经济快速增长，对石油的需求也急速增加，在常规石油资源越来越少的情况下，占全球石油资源70%的非常规石油资源的开发利用就成为世界性的话题。据剑桥能源研究协会预测，重油的年产量在今后25年的时间里，将以每年150%到300%的速度递增。　　

     据了解，世界上所探明的油砂资源有95%集中在加拿大。其已探明的油砂和重油资源多达4000亿立方米(合2.5万亿桶原油)，相当于整个中东地区的石油蕴藏量。目前，加拿大在阿尔伯塔省共有26个油砂项目投入生产，总生产规模达到每天83万桶，占加拿大石油产量的43%。　　

    虽然由于技术、资金等原因，这些探明储量还不能完全变成可采资源，但是加拿大至少有高达1740亿桶的油砂可供世界采集。“这将使加拿大成为世界第六大石油生产国”，剑桥能源研究协会总裁、首席运营官鲍勃·洛克伍德（Bob  Lockwood）先生这样说。　　

    加拿大已经吸引了整个世界的目光。它正在成为国际石油大亨们竞相抢占的市场，包括埃克森－美孚、壳牌和BP等公司在内的跨国企业纷纷投巨资与加拿大合作。据统计，截止到2004年，世界各国投资者向阿尔伯塔省投入的油砂开采资金高达350亿美元。　　

    从世界范围来看，除加拿大外，委内瑞拉的重油资源也相当丰富。　　

    我国的重油资源占整个石油资源的20%以上，主要的重油油田是辽河、新疆、胜利、渤海湾油田。油砂资源预计有61.4亿吨，油页岩蕴藏在辽宁、吉林、广东等15个省，油母页岩储量约1万亿吨。我国从1958年开始重油开采，1988年重油产量首次突破500万吨，并在1993年达到年产1000万吨后稳定至今。　

◆委内瑞拉重油与油砂资源

    委内瑞拉的重油和油砂资源十分丰富，主要集中分布在东委内瑞拉盆地和马拉开波盆地。东委内瑞拉盆地北部和中部富含轻质油与天然气，南部以重油为主，其中的Orinoco重油带位于Orinoco 河北部，是世界上最大的重质和超重质油油藏，集中了全球90%的超稠油。马拉开波盆地位于委内瑞拉西部，其重油和油砂资源主要集中在Bolivar 湖岸Tia Juana、Laqunillas和Bachaquero三个重质油油田和Boscan油田。　　

    Orinoco重油带90%的重油和油砂资源主要分布在中新统河流-三角洲相砂层中，局部在重油带西部（Machete和Zuata区块）的渐新统和上白垩统有分布。油藏的主要圈闭机理是砂层上倾尖灭和地层不整合，局部发育地层构造油藏；主要稠化机理为生物降解和水洗氧化。储层的渗透率为1～D，孔隙度为19%～5%。油层的顶部埋深150～300m，有效厚度15～30m，平均50m，孔隙度为30%～0%，含油饱和度约80%，重油的相对密度变化在0.934～.044之间，平均粘度1500cp。　　

    目前对Orinoco重油带的储量报道不一，委内瑞拉国家石油公司PDVSA2005年公布其储量为13600亿bbl，证实可采储量为3130亿bbl；而最近美国油气杂志报道其地质储量更高达19000亿bbl。从Orinoco重油带内重油分布看，其东部潜力最大，但基本已被外国公司所占据，所剩余的中部和西部相比，中部有利。目前，PDVSA与外国公司有四个合资项目专门从事重油的开采与加工。　　

◆加拿大重油和油砂资源

    加拿大重油和油砂资源统称为油砂，加拿大是世界上油砂资源最丰富的国家，主要分布在西加拿大盆地，由Athabasca (占加拿大油砂资源的80%)、Cold Lake (占12%)和Peace River (占8%)三个油砂区组成，油源主要来自白垩系源岩。油砂区主要含油层系为中白垩统上段辫状河道砂岩、下段深切谷河道砂岩以及泥盆系碳酸盐岩风化壳，在上白垩潮坪相砂岩中也分布有一定量的油砂储量。　　

    适用SAGD（蒸汽辅助重力泄油）技术开采的储量主要集中在中白垩统上砂组中。油藏埋深一般小于450m，具有大套块状砂岩油藏特征，局部见顶、底水或气顶；储层具河道相，中～细砂岩，槽状或板状交错层理；SAGD有效厚度10～45m，平均为25m，孔隙度30%～34%，含油饱和度60%～80%；水平渗透率3～7D，垂直渗透率3～5D，纵横向渗透率比0.5～0.7；油层温度12～17oC，压力150～400kPa，沥青质含量16%～21%，原始气油比0.5～0.7m3/ m3。　　

    关于加拿大的重油资源，目前各机构公布的数据和标准不一，据加拿大阿尔伯达省能源与公用事业署AEUB2004年的估算，西加拿大油砂地质储量约为17000亿bbl。而加拿大国家能源委员会表示，加拿大已探明的油砂储量约为278亿m3，按现有技术和产量足可以供加拿大开采约700年。而根据2005年12月Scotia Capital公司的资料，加拿大油砂原始可采储量约为1786亿bbl，目前已累积采出约46亿bbl，剩余可采储量为1740亿bbl。　　

◆我国将积极鼓励重油开采

    在 “首届世界重油大会”开幕式上，国家发改委主任马凯表示，我国将积极鼓励重油开采。重油等非常规石油资源，将成为21世纪的能源资源之一。我们将通过制定和实施相关的政策措施，在稳定发展常规油气资源的同时，积极鼓励非常规油气资源的勘探开发和加工利用。　　

    重油是非常规石油的统称，包括高黏油、油砂、天然沥青等。统计显示，重油的全球储量约为一万亿吨，比常规石油和天然气的储量之和还要多。专家预计，若干年后，重油将成为石油的替代产品出现。　　

    当前，随着全球石油消费的迅速增长、常规石油资源日益减少、石油价格的不断攀升，以及全球对环境的日益关注，人们开始把目光转向非常规资源重油的开发。同时，随着石油技术的进步及其带来的重油产量的提高和开采成本的降低，重油资源将成为中国重要的战略接替能源之一。　　

    中国石油工业界历来十分重视重油资源的开发与利用。经过50多年的勘探，已先后在全国12个盆地发现了70多个重油油田，已经建立了5大开发生产区，重油年产量已经占到全国原油产量的10％。　　

    加快中国石油勘探步伐，提高石油自给量，是中国政府的一贯政策。除常规石油、天然气外，中国政府越来越重视非常规油气的勘探开发。今年初，全国人大通过的《“十一五”规划纲要》中，专门提出要开展油页岩、油砂、天然气水合物等非常规油气资源的调查勘探，增加油气替代资源储量。按《纲要》要求，我国将通过制定和实施相关鼓励政策措施，在稳定发展常规油气资源的同时，积极鼓励非常规油气资源的勘探开发和加工利用，增加科技投入，降低生产成本，努力提高采收率，增强油气资源的保障程度。重油开采已成为国家“十一五”规划部署的能源开发重点。　　

    中国油页岩资源丰富，地质资源量超过470亿t，技术可采资源量超过160亿t，可回收量超过120亿t；中国油砂资源较丰富，预计地质资源量超过60亿t，可采资源量超过30亿t。　　

    在北京召开的“首届世界重油大会”，是由中国石油天然气集团公司、中国石化集团公司、中国海洋石油总公司和中化集团公司等4家中国石油公司，加拿大艾伯塔省、萨斯喀彻温省，印度尼西亚国家石油监管机构等3家政府部门，委内瑞拉国家石油公司、巴西国家石油公司、挪威国家石油公司、印度国家石油公司、壳牌石油公司等多家国家石油公司，共同举办的一次国际重油领域专业技术经济会议。　　

    来自40多个国家和地区的600多名中外代表出席了会议。大会分为“经济论坛”和“技术论坛”两部分，大会以“重油——全球能源的未来？”为主题，深入探讨全球重油发展战略、对策和措施。　　

稠油是世界经济发展的重要资源，其储量约有4000亿-6000亿立方米。我国也有着丰富的稠油资源，据不完全统计，探明和控制储量已达16亿吨，重点分布在胜利、辽河、河南、新疆等油田。

　　我国对稠油油藏的研究、开发和加工已日趋成熟，并形成相当大的开采规模，而且产量也占全国石油总产量的1/10。目前，各大稠油开采油田针对其自身特点，通过引进、消化、吸收和技术创新，形成了各具特色的开采技术，取得新的进展和突破，为构建我国经济发展平台，插上了腾飞的翅膀。

二、目前我国稠油的开采方法

　　由于稠油的黏度高，难流动，故不能用常规的方法开采，但稠油的黏度对温度十分敏感，只要温度升高到8℃-10℃时，其黏度就降低1倍，故以高压饱和蒸气注入油层，先吞后吐进行热采，就能达到良好效果，其采收率可达到40%-60%的水平。

    我国上世纪80年代就着眼对稠油的研究和开发，按稠油油藏的特点，其开采方式也各有所异，但总是沿着降黏和使分子变小、变轻的方向发展努力着。目前，提高采收率最成功的开采方法分两大类：一是注入流体热采或驱替型方法，如热水驱、蒸气吞吐、蒸气驱、火驱等；另一类是增产型开采方式，包括水平井、复合分支井、水力压裂、电加热、化学降黏等，这两类技术的结合使用，已成为当今稠油开发的主要手段。其中，胜利油田采用热采、注蒸气、电加温、化学降黏（注聚合物驱）等技术；辽河油田的中深层热采稠油技术；大港油田的化学辅助吞吐技术；新疆油田的浅层稠油面积驱技术；河南油田的稠油热采技术等，均处于国内领先水平。尤其是河南油田原油的黏度特高（普通稠油为10000Mpa.s，特稠油为10000-50000Mpa.s，超稠油为50000Mpa.s以上），热采需要的参数很大，需要注气压力7.5Mpa，注气速度为100t/d，蒸气干度为75%，蒸气温度为290℃，油层深度为300m，放喷时地层温度为140℃，压力为5.5Mpa，优选好合理参数，是有效开发稠油的关键。

    加拿大的稠油资源：加拿大目前的石油储量占到世界排名居沙特阿拉伯之后的第二位，储量为1750亿桶，其中主要是稠油和沥青占到了2.7万亿桶，其丰富的资源量和资源的开发，形成了加拿大稠油开发的特点。通过考查，使我们对于当今世界上的稠油开发技术瓣的进展和动态有了新的体会和认识，我感到目前在稠油开发中，最具有影响力、技术推广和应用前景的技术成果，主要集中在以下几个方面：

（一）稠油热采技术

    1．SAGD蒸气辅助重力驱油技术（Stem Assisted Gravity Drainage），该技术主要是通过水平井技术，先钻成一双水平井，其中上面的水平井作为注入井，而下面的水平井作为采油生产井，生产时在上面的注入井里加入蒸气，蒸气注入地层后，其热力降低了稠油粘度，在重力作用下，稠油下行进入到下面的生产水平井井筒再用举升的办法进行生产，这种方法广泛用于加拿大的稠油开采，通过采用SAGO技术，其显著的优势是：

（1）提高了采收率：由常规冷采的5-15%，提高到17-25%。

（2）提高了开采速度：产量由500BPD提高到1500BPD（3倍）。

三、世界稠油开采的新途径：

　　当今，提高稠油油田采收率的主要方法是注蒸气、周期处理油井的近井地带、层内燃烧和注热水等。这些方法虽然有较高的增油效果，但因其能量消耗过高，投资过大，而使其实际应用受到限制。因此，人们为了节能降耗，特研制成功一种将饱和的尿素溶液注入被蒸气加热的地层，使尿素在高温下，分解成氨和CO2，对地层进行注蒸气、碱和CO2驱的综合处理方法，已在俄罗斯的部分稠油油藏试验结果表明，该方法是高效的，有广泛的适用性和良好的发展前景。

　　综合处理工艺的基本原理：此种新方法，其综合处理工艺是通过向预先用蒸气加热的地层注入尿素溶液。这种溶液可在150℃的温度下，发生反应式，分解成NH3（氨）和CO2。分解出的NH3和CO2，可溶于原油和蒸气冷凝水中，其后面注入的蒸气就会推动CO2和NH4OH（氢氧化氨）段塞运移，对地层进行蒸气驱，碱（NH4OH）驱和CO2驱等综合驱油。与常规的碱和二氧化碳驱相比，该工艺具有如下优点：其一，添加的可生成NH3和CO2的尿素价格较低；其二，在尿素的分解温度下，1吨尿素可放出7646.6m3NH3和373.3m3CO2，并且尿素的分解相当快。另外，因地层温度已超过200℃，可使气体放出，并可使尿素水溶液转化成蒸气，提高地层压力；其三，分解出来的NH3和CO2可起到示踪剂的作用，据此可判定载热体和NH3及CO2段塞的运移方向和速度。另外，也可用它对注蒸气井进行检查、预测油井的蒸气突进；其四，尿素是大批量生产的产品，对施工用料提供了方便。

    全世界稠油、超稠油储量相当丰富是常规原油储量的数倍,但目前动用程度相当低,因此不断发展新的稠油开采技术,大幅度提高稠油单井产量、降低单位开采成本和提高稠油油藏采收率对促进稠油开发、提高稠油在石油能源中的地位起着至关重要的作用.本文首先介绍委内瑞拉奥里诺科重油带的Zuata油田利用鱼骨状的多分支水平井进行超稠油冷采开采的情况,这种多分支水平井的几何形态是按照实际的砂体分布和沉积环境来设计的,该水平井的生产套管直径为9<5/8">,水平井的主水平段采用筛和完井,多分支水平段为裸眼完井,一口井的油层水平井段总长近2万英尺,单井产能相当高;相对应的人工举升系统是利用电潜泵或螺杆泵来加大采油强度,并加稀油解决举升和输送问题.目前该地区约有306口多分支水平生产井,是世界上最大的多分支水平井的开发区,平均日产超稠油10万桶,此项技术对于均质油藏来说可获得长期的高产、稳产,产量递减缓慢,而且随着生产规模的扩大,多分支水平井的钻井费用将随之下降,由此实现高产能、低成本的开发.本文另一个重点介绍的是可以降低热采成本的新技术,热采技术对于开采稠油、超稠油是最具吸引力的,它的成功应用使得全世界原油热采产量达130万桶/d,而德士古公司应用蒸汽驱技术的开采产量占其中的34.6﹪,蒸汽驱可以说是开采稠油最具前景的一项热采技术,而目前我们面临最大的问题是如何更有效、更充分的利用热能,这些新技术恰恰解决了这一问题,它们包括井下电蒸汽发生器、蒸汽分配器以及蒸汽优化利用系统.井下蒸汽发生器体积小、结构简单,它不仅减少热损失、提高注汽干度,还可以省去地面上的蒸汽分配系统,减少50﹪的投资,而且促进了浅海地区稠油油藏的注蒸汽开发;蒸汽分配器是集蒸汽测量、计量、分配一体的装置,它可以有效的控制蒸汽分相,精确测量蒸汽干度和计量各分支流量,将高质量的蒸汽分送到各个注汽井;热能管理是蒸汽驱开采中油藏管理的一个重要方面,它的目的是在最大限度开采的过程中以最少量的蒸汽获得最大的利润,地质和监控数据的三维可视化就有助于这一目的的实现.总之,这些技术致力于热采中的蒸汽优化利用,促使稠油更为经济有效的开采。

四、稠油热采技术装备的应用

    作为稠油热采技术装备的关键核心设备－熱采注气锅炉，已越来越显现出重要的地位。目前，美国、加拿大、日本都有较为先进的此类锅炉生产厂家，我国也已有一批锅炉制造企业涉及此类产品的制造，但总体上该类产品的制造厂家较少。由于作为全球储备能源的开采，稠油开采规模还未显现。作为未来能源开采的主要类型，不管熱采技术如何变迁，介于稠油的理化特性，蒸汽作为开采的前置驱动能量将无可替代。从而高效节能的高压蒸汽发生设备将是未来石油行业设备竞争的主要一线设备。如何系统华集成化，设备小型化，将是摆在眼前的一个重要课题。以下为主要厂家及设备参数：

    1、美国休斯敦和丹尼尔热力公司生产的注汽锅炉 SG50-DNS-27(26) SG25-DNXT-25 锅炉的额定蒸发量SG50为23t/h，SG25为11.5t/h 锅炉的额定压力p=18.9(18.2)MPa 和p=17.5MPa 蒸汽干度x=80% 锅炉的热效率η≥80% 锅炉燃用的燃料：石油（重油或渣油）和天然气（瓦斯）

    2、日本川崎和三井热力公司生产的注汽锅炉 OH50-DN-25XAM OH25-DN-25XAMT 锅炉的额定蒸发量OH50为23t/h，OH25为11.5t/h 锅炉的额定压力p=17.5MPa 蒸汽干度x=80% 锅炉的热效率η≥80% 锅炉燃用的燃料：石油（重油或渣油）和天然气（瓦斯）

    3、加拿大热力公司生产的注汽锅炉 TIWOH50-DNS-27 STGFOH50-DNS-27 锅炉的额定蒸发量为23t/h 锅炉的额定压力p=18.9MPa 蒸汽干度x=80% 锅炉的热效率η≥80% 锅炉燃用的燃料：石油（重油或渣油）和天然气

    4、中国上海四方锅炉厂生产的注汽锅炉 SF52.8-17.2-YQ SF25-9.2/17.9-YQ 锅炉的额定蒸发量23t/h和9.2t/h 锅炉的额定压力p=17.9MPa 和p=17.2MPa 蒸汽干度x=80% 锅炉的热效率η≥80% 锅炉燃用的燃料：石油（重油或渣油）和天然气

    5、中国抚顺锅炉厂生产的注汽锅炉 FG-630 YZF50-17-P 蒸汽干度x=80% 锅炉的热效率η≥80% 锅炉燃用的燃料：石油（重油或渣油）和天然气