油砂

油砂（Oil sand），亦稱“焦油砂”、“重油砂”或“瀝青砂”。外觀似黑色糖蜜，其開採方法與傳統石油開採截然不同。簡單地説，油砂開採是“挖掘”石油，而不是“抽取”石油。已露出或近地表的重質殘餘石油浸染的砂岩，系瀝青基原油在運移過程中失掉輕質組分後的產物。砂岩多為淡水及半鹹水相，以加拿大阿薩巴斯卡河為最大，屬白堊系，面積達33400平方公里。有時也指浸漬輕餾分部分逸出後的一種天然石油的砂或砂岩。可用以提煉重油和瀝青。

油砂是指富含天然瀝青的沉積砂。因此也稱為“瀝青砂”。油砂實質上是一種瀝青、沙、富礦粘土和水的混合物，其中，瀝青含量為10～12%，沙和粘土等礦物佔80～85%，餘下為3～5%的水。具有高密度、高粘度、高碳氫比和高金屬含量的油砂瀝青油。注意，在有些沉積例如西加拿大“油砂”沉積當中，天然瀝青的含量在一些諸如粉砂岩、碳酸鹽的巖性當中可能占主導地位。焦油砂佔據了世界石油儲量的66%。

世界上85%的油砂集中在加拿大阿爾伯塔省北部地區,主要集中在阿沙巴斯克(Ashabasca)、冷湖（Cold Lake）和和平河（Peace River）三個油砂區，面積分別達430、72.9和97.6萬公頃，

總面積與比利時的國土面積相當。 加拿大的油砂由石英沙、泥土、水、瀝青和少量的礦物質組成，其中瀝青含量約為10-12%。現已查明，加拿大的油砂中瀝青的總含量達4000億立方米，是世界上最大的瀝青資源，其中240 億立方米分佈在表層（地下75米以內）、3760億立方米分佈在深層。

油砂中石油的含量依開採和提煉技術的不同而有所變化。阿爾伯塔的油砂中儲藏有原油1800億桶，少於沙特的2620億桶，高於俄羅斯的1120億桶。但隨着油砂提煉技術的改進和石油價格的上漲，到2020年現有的油砂資源可望多提煉出1300億桶石油，使加拿大的石油總儲量達到3100億桶，成為世界第一石油資源大國。加拿大政府高度重視油砂資源的開發和技術研究，聯邦政府和阿爾伯塔省政府均設有多個油砂研究機構，如聯邦政府的Devon研究部和阿爾伯塔省政府的阿爾伯塔研究理事會等。自1996年到2010年期間，加政府共投資340億加元於60個大項目中，改進和計劃改進油砂開採與提煉技術，擴大生產規模。據加拿大官方統計，到2010年其可進行商業開採的油砂儲量約相當於1750億桶石油，僅次於沙特阿拉伯的石油儲量。

我國也是在世界油砂礦資源豐富的國家之一，居世界第五位。專家的一般推測，結合初步調查結果認為，中國油砂資源潛力可能大於稠油資源，初步估算中國油砂有千億噸，可採石油資源量100億噸左右。主要分佈在新疆、青海、西藏、四川、貴州。此外，廣西、浙江、內蒙古也有分佈。我國油砂遠景資源量為100億噸，預計到2050年，產能將達到年產1800萬噸。油砂資源在各含油氣盆地中均有分佈,主要分佈在4類盆地中：西部擠壓盆地，東部裂谷盆地，中部過渡型盆地及南部山間盆地；其中，準噶爾盆地、塔里木盆地、羌塘盆地、柴達木盆地、松遼盆地、四川盆地、鄂爾多斯盆地等7個盆地中油砂資源量巨大，是未來我國油砂資源勘探開發的重點區域。與世界非常規油氣資源研究與利用相比，我國在非常規油資源的研究和開發方面相對比較滯後，對油砂礦的資源潛力研究與評價技術、開採技術及綜合利用技術研究得比較少。但是，我國油砂礦點多面廣，且含油率高，有的地區油砂含油率高達12%以上，勘探前景十分喜人。在松遼盆地的西坡圖牧吉農場處發現了大面積的油砂礦分佈區，經勘測在400平方公里範圍內的礦產資源區內可供開採的含油10%以上的油砂儲量為1.04億噸，其中達到B級以上儲量的礦牀面積9.6平方公里，可供開採的油砂量為1350萬立方米，含油量達357.5億噸。該區油砂資源儲量大，品質高，賦存淺，油砂層厚，宜於露天開採。

油砂的開採分為露天開採和原地開採。

加拿大Syncrude公司是全世界最大的從油砂中生產石油的製造商,在阿薩巴斯卡從事油砂的露天開採活動,其油砂的露天開採技術在世界上處於領先地位。

對於原地開採，廣泛採用的方法主要有以下幾種：

(1)循環蒸汽強化法(CSS)；

(2)蒸汽輔助重力排泄法(SAGD)；

(3)出砂冷採技術；

(4)地下水平井注氣體溶劑萃取技術(VAPEX)；

(5)井下就地催化改質開採技術；

(6)水熱裂解開採技術。

國外油砂分離技術主要有3種:熱水洗法、溶劑萃取法、熱解乾餾法。據油砂結構不同所採用的分離方法不同,一般水潤型油砂適合水洗分離,油潤型油砂適合有機溶劑萃取分離或熱解乾餾分離。在國內油砂分離技術還僅處於室內研究階段。 ^[2] 

對眾多的批評者而言，開採油砂帶來的環境後果就擺在眼前，它們就是叫停增產油砂的充足理由。為獲取焦油砂，各開採公司用推土機在濕地上推出一個巨大的的露天礦坑。在礦坑內，世界上最大的傾卸卡車將這些黑金運到附近的分離工廠，在這裏，這些含有瀝青的土被壓碎和稀釋，瀝青然後就浮於表面可以被分離出去。這個分離過程需要消耗大量的水和能量，併產生了聲名狼藉的“尾礦”，這些尾礦由剩下來的砂子、殘存的瀝青、水、黏土顆粒和污染物組成。由這些尾礦形成的湖泊有的已經存在幾十年了，成了大地的一塊瘡疤。

用挖掘油砂的方法採油只佔整個瀝青油產量的一半以上而已。隨着淺層油砂礦資源的枯竭，這種採油工藝的比重將逐漸下降。提取埋藏更深的油砂中的石油看起來雅緻一些了，但對環境也造成損害。典型的工藝是先鑽井，然後通過井眼將蒸汽泵入地下，油砂中的瀝青被蒸汽熔化，這樣便容易被抽吸至地面。加熱蒸汽需要燃燒大量的天然氣，這個過程排放出大量的二氧化碳。開採油砂礦的批評者們説，這兩種方法都威脅到當地的河流，毒死了魚類，破壞了景觀，殺死了野生動物，污染了空氣。

反對生產這種“髒油”的運動已經形成勢頭。由加利福尼亞的領頭的幾個州都通過了相關立法，旨在阻止本州公民獲得產自艾伯塔的石油。一些美國零售商雖然發誓不購入產自油砂的燃料，但卻沒有兑現其諾言。各環保組織聯合發起了一項“重新考慮艾伯塔”的運動，勸阻遊客不要到這個省去旅遊，直到該省停止擴大開採焦油砂為止。

艾爾伯塔省政府通過在報紙和時代廣場做廣告的方法進行了反擊。油砂業界也推出有特色的宣傳廣告，通過普通工人的口大談油砂礦產生的奇蹟。該省政府與石油公司經常為記者和環保活動家們提供免費到艾伯塔旅遊之便，希望他們能通過所見所聞認識到事情比他們想象的要好，使他們放棄反對的立場。這種坦誠的表現通常帶來的是更多的負面報道。1600只野鴨的屍體漂浮在一個尾礦池中的照片與其它令人觸目驚心的場景一道，使艾伯塔北部看起來如同月球表面，環保主義者們成功地抹黑了艾伯塔的品牌。普雷斯頓·邁克易切恩（Preston McEachern）是艾伯塔省政府的水環境科學家，他説：“油砂已成為環保人士眼中的格陵蘭海豹”。人們用棍棒就能輕而易舉地擊殺這種温柔的動物。

大衞·辛德勒（David Schindler）是阿爾伯塔大學的一位生態學家，他長期以來一直在出版同行評審研究報告。這些報告顯示，質量不斷改進的大煙囱（通過它們將瀝青轉化成合成石油）釋放到空氣中的排放污染了阿薩巴斯卡河。這條水量巨大的河流流經油砂礦埋藏的地帶。他在9月份發表了一些畸形的大菱鮃和其它魚類的照片，這些魚都來自這條受到污染的河流。他的研究因而得到公眾的更大關注。這些照片促使聯邦政府介入進行調查。

有些環境問題解決起來很容易。一個長期存在的想法是在最終可能被用於瀝青採掘的地區建立一個大型野生動物保護區。只有在開發商恢復了它採礦已經破壞了的土地的情況下，才允許這家企業在保護區內撕裂同等面積的土地。彭比納研究所認為，採用這種方法，該地區高達40%的土地可以得到保護，同時又不影響石油生產。他説，辛德勒博士在阿薩巴斯卡河內發現的各種髒東西有消除的辦法，就是改造這些大煙囱，在煙囱內安裝“簡單而現成的”氣體洗滌器。雖然沒有法律規定要這樣做，許多公司還是在煙囱內安裝了這種二氧化硫濾除裝置。到2013年經營者們必須安全地處理其油砂生產中一半尾礦的強制性法規已經部分完成。彭比納研究所認為，許多運營商無法在最後期限內達到要求，而且還需要立法規定另一半尾礦的處理。