有关稠油生产的水问题
J . A . 面纱，SPE，和 JJ 奎因， 阿贡国家实验室，和加西亚大通，美国能源部，国家能源技术实验室
摘要
原油发生在许多不同的形式在世界。影响原油的重要特征是它的密度和粘度。通常轻原油以降低的成本比重原油更容易产生。从历史上看，世界上大多数的石油供应来自光或中等原油来源。石油和天然气公司正在积极寻找对重质原油的来源以帮助满足需求，利用大量的重油储量位于许多国家。重油包括许多稠油资源像那些被发现在一些领域在加利福尼亚和委内瑞拉和油（或焦油砂)。在本文，油页岩也被认为是重油。
生产水是最大的副产品与传统的石油生产联系起来的。大量生产水的管理成本是整个生产油成本的一个重要组成部分。最成熟的石油领域在生产中依靠注入水保持形成压力。该过程涉及重油生产通常需要外部的水供应蒸汽，洗涤和其他步骤。然而一些稠油过程产生的污水，其他过程产生不同类型的工业废水。管理和处置废水对于经营者来说提出挑战和成本。本文介绍了水的要求与重油生产和潜在水来源有关。它还介绍了水如何被使用和由此产生的水质量的影响与重油生产有关。 引言
本文是根据2008年11月报告编写的阿贡国家美国能源部实验室，国家能源技术实验室（面纱和奎因2008）。完整的报告包含了很多数字和地图加上描述的许多技术被用于生产的重质油。本文不包含这些信息。读者可以随时查看从阿贡环境科学部网站下载的面纱，奎因（2008）信息。
重油的定义
重油通常是界定美国石油协会的重力，还可能包括粘度的定义。美国石油协会重力是建立一个统一的方式描述美国石油协会的密度或比重。美国石油协会重力是一个任意规模表示重力或液体石油产品密度。测量刻度校准方面的接口。它的计算如下： 美国石油协会重力（°）=（141.5÷60°F下明确的石油的重力）?131.5。
较高的API重力评级反映轻原油的类型。不同类别的油之间的界限（例如轻，中，重，超重型）都遵循相同的趋势，但不同的作者选择略有不同类别之间的界限。一般来说，稠油具有一个22°或更低的API重力，超稠油具有一个10°或更低的API重力。Dusseault
（2001）建议在原位测量粘度，稠油具有一个高于100厘泊的粘度。他还建议稠油的定义也可以表示产能。稠油应该有一定的流动性，在现有的自然条件下流到威尔斯且能经济的产生。与此相反，超稠油，油砂和沥青通常具有低API重力和高粘度，使它们流动不自然。它们通常被生产通过热处理或溶剂。
稠油的类型和重大沉淀物
稠油的两个主要形式在文学上通常被描述是粘性稠油和油砂（沥青）。而每一个的例子都明确不同，一个是梯度性能，模糊的边界在粘性原油之间发现形成砂岩和油砂。下面将描述每一个不同的例子。
显然最重的稠油文学是油页岩。油页岩在自然状态下包含干酪根，一个前导到石油。干酪根是固体，不溶于有机材料中的页岩，可以通过裂解和蒸馏被转换成油和其他石油产品。油页岩中的干酪根不能自然的流动，必须受到从页岩释放的热处理。这篇文章的目的，是油页岩作为稠油的一种形式。油砂面临许多同样的水问题。它是美国一个非常大的潜在烃资源。
以下部分描述稠油三种类型的重大沉淀物。本文没有地图划定存款，但是他们可用在面纱和奎因（2008）。
粘性稠油
这里描述的第一类稠油是液体或半液体，但是非常有粘性。世界上大部分稠油渗透到表面在坑或其他洼地的积累。稠油的重大沉淀物在联合国的加拿大，委内瑞拉和加利福尼亚被发现。
加拿大是巨大稠油资源的根据地在阿尔伯塔和萨斯喀彻温省。北部沉淀物是真实焦油砂（或油砂）与超稠油和沥青组合成的（< 10°接口）高粘度（>50000处）填充的砂岩空隙。这些在后一部分被讨论。其他沉淀物被认为是粘性稠油，因此在这里被提及。南部和东部的更多沉淀物弥补稠油大范围沉淀物（被称为稠油带）发现一系列的毯砂和河道砂从萨斯喀彻温省西南延伸到Bonnyville附近的冷湖油砂区域（位于劳埃德明斯特北部120千米）。油在密度中非常轻（11° to 18°API重力）和较低的粘度（500 to 20,000 cP）与北部的主要油砂沉淀物相比，因此更容易产生，这就是为什么集中在增加稠油生产。也许在稠油带有300亿桶，估计至少50亿到60亿桶可能最终被收回（Dusseault2001）。
委内瑞拉是几个大的稠油领域的根据地。这个国家的西部围绕着马拉开波湖，持有大量的稠油储蓄量。马拉开波地区的原油API重力范围从9°到 33°（Dusseault2008）.但世界上超稠油最大的积累在委内瑞拉中央区被发现，称为Faja Petrolifera戴尔奥里诺科(通常简写为Faja)。Dusseault(2008)注解，Faja估计持有该地区的1.3亿桶石油。这里的超稠油有一个典型API重力从7°到10°。然而，不像许多其它的低API重力，Faja原油的粘性较低，从而使原油在没有热技术条件下允许被部分生产。技术的进步允许生产更多的Faja。
加利福尼亚有丰富的石油储备。19世纪末，石油通过钻井产生。通过对该区域的探索发现至少有六大石油领域，其中包含三个是稠油。中途岛日落，克恩河和南贝尔里奇领域生产超过1亿桶的石油（柯蒂斯2002）。克恩河领域开始生产从先前的19世纪持续到至今。柯蒂斯（2002）报告，克恩河领域有一个10°到15°的API重力和500到10000 cP的粘度。这些特征，随着低的初始温度和压力导致一个适度的初始恢复。在二十世纪60年代，工业开始尝试蒸汽注射以帮助稠油更容易流动。克恩河原油很好的反映到蒸汽驱，使生产率大幅度增加。
阿拉斯加北坡在北美是两个最大常规石油领域根据地（普拉德霍湾和库帕勒克）。几个其他较小的石油领域通过美国大陆标准仍将被认为有巨大的发展。除了更传统的北坡石油形成，稠油形成覆盖主要生产在普拉德霍湾和库帕勒克区域。原油地的36亿桶位于Ugnu范围内，西萨克和施拉德的形成作为稠油。数量超越普拉德霍和库帕勒克联合的石油地（莫汉蒂2004）。位于在3000到3500英尺深度形成极性粘度。北坡的经营者因此集中在较低的粘性原油在西问和施拉
德稠油形成，那的粘性范围在30到3000cP。结合原油地容量总共大约形成10亿到20亿桶。Ugnu的形成甚至有更高的粘度。
油砂
油砂包含粘土，砂，水和沥青。油砂中的沥青不能在地表面汲取出来在它的自然状态下。油砂能够被开采和加工对于随后炼油提取丰富的石油沥青。沥青也能被生产通过地下加热或其他恢复过程。油砂的重大沉淀物在加拿大，委内瑞拉和在美国有限的范围内被发现。
加拿大被证明是世界上第二大的原油储备量（占世界储备量的15%），落后于沙特阿拉伯。油砂资源是主要的在四大沉淀物中。到目前为止，最大最容易接近的是阿萨巴斯卡油砂沉淀物，覆盖40000平方公里。位于麦克默里堡南部，可能形成1万亿桶沥青。该沥青是高粘性的，通常有明确的重力高于水(<10°API) (Dusseault 2001)。麦克默里堡附近的一些油砂接近表面能够被开采。高达百分之二十的总区域使用开采技术能够被开发。这些技术需要其他更深的沉淀物（无限期的DSDC）。沃巴斯卡油砂沉淀物位于它的西部上方或向西延伸。这个区域包含接近100亿桶的沥青。沥青是高粘性的，类似于阿萨巴斯卡油砂沉淀物。它的埋藏深度从100到700米(Dusseault 2001)。冷湖油砂位于Bonnyville北部20千米的阿尔伯塔。这些沉淀物覆盖22000平方公里，可能包含超过375亿桶沥青。沥青粘性高但小于阿萨巴斯卡油砂，埋藏深度是400到600米（Dusseault 2001）。目前，这些沉淀物被恢复使用原有技术（无限期的OSDC）。和平河油砂位于阿萨巴斯卡西部和沃巴斯卡沉淀物。沉淀物被认为包含近200亿桶沥青。沥青是高粘性的，类似于阿萨巴斯卡油砂沉淀物，它的埋藏深度从500到700米(Dusseault2001)。这些深度沉淀物在原方法被恢复（无限期的OSDC）。
委内瑞拉有巨大的稠油储备量。一些作者参考委内瑞拉稠油作为粘性稠油，而其他人认为是油砂。在这篇文章，我们把委内瑞拉稠油看成粘性稠油。因此，委内瑞拉资源在先前部分被提及。
尽管美国油砂储备量（通常在美国称为焦油砂）小于加拿大储备量，但是他们仍然有足够大的重要石油来源。在美国，焦油砂资源主要集中在犹他州东部，大多在公共土地。犹他州的焦油砂石油资源估计有12亿到19亿桶（BLM2008）。
油页岩
最近报告显示美国地质勘察提供一个彻底审查全球油页岩资源（Dyni2006）。油页岩发生在全世界至少33个国家。全球油页岩资源基地被认为包含大约2.8亿桶，有2亿桶位于美国（包括东部和西部页岩）。最经济有吸引力的沉淀物包含1.2亿到1.8亿桶（一桶油含量超过0.24桶/吨），在科罗拉多州形成的绿河被发现（Piceance盆地），犹他（尤因盆地）和怀俄明（绿河和Washakie盆地）（能源部2004）。不是所有资源都可以被恢复的。然而，绿河形成的油页岩沉淀物已经被广泛研究，掩盖所有其他沉淀物在丰富的基础上。超过70%的总油页岩在绿河中形成，包含最富有和最厚的油页岩沉淀物，它是在联邦承认和土地管理下形成的。因此，联邦政府直接控制访问商业的油页岩资源最吸引的部分。在绿河形成的外部，埃尔克形成的内华达州是另一个较小的但是仍然吸引油页岩沉淀物。它包含200百万桶过量的油页岩床平均至少0.35桶/吨，超过15英尺厚度
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