在清潔能源還不能大規模代替化石能源之前，開采非常規油氣是十分必要的。談起非常規油氣資源，大家總是念念不忘頁巖氣，說頁巖氣鬧革命了，并改變了全球能源格局，但是還有一種非常規油氣資源——油砂，卻常被人們忘記。

富產輕質原油的沙特阿拉伯、伊朗和伊拉克其石油可采儲量一直居世界之首，但到2012年發生逆轉，委內瑞拉石油可采儲量躍居世界第一，加拿大也躍居世界第三，其原因是北美洲的非常規石油崛起。

加拿大阿薩帕斯卡爾油砂礦和委內瑞拉奧里諾科北部油砂帶蘊藏著豐富的石油儲量。美洲大陸非常規石油的崛起，被稱為世界石油重心開始向西半球轉移。

油砂(oil sands)即指“天然瀝青”。石油有機成因理論是這樣解釋油砂的來源的：油砂是由沉積在淺海和湖沼中的腐泥轉變而成的。它的原始物質除古代水生植物、孢子和花粉之外，還有若干動物質。在地殼不斷下降和在深水缺氧的條件下，經厭氧菌的作用，使腐泥中的有機物質發生還原與分解反應，形成含有豐富碳氫化合物的瀝青基原油，在運移過程中失掉輕質組分后的產物。

從石油有機成因理論來說，這種解釋非常合乎情理，但是從石油無機成因理論來說，對油砂的來源解釋簡直是天壤之別。被稱為“現代石油非生物成因之父”的俄羅斯石油地質學家尼古萊·庫德里亞夫切夫(Nikolai Kudryavtsev，1893～1971年)提出了非生物成油的理論，認為在地殼內已經有許多碳，其中有些碳自然而然地以碳氫化合物的形式存在。碳氫化合物比巖石空隙中的水輕，因此沿巖石縫隙向上滲透。石油中的生物標志物是由居住在巖石中的、喜熱的微生物導致的，與石油本身無關。

庫德里亞夫切夫對加拿大艾伯塔省阿薩帕斯卡油砂礦進行分析后認為，沒有哪種“烴源巖”會形成如此巨大的碳氫化合物，因此，最可信的解釋是來自地殼深處的無機成因石油，這種深層石油是地球形成時的碳氫化合物經極強烈的地震從地球板塊裂縫中滲透出來的。根據這種解釋，還不知道地球板塊下究竟埋藏了多少石油。

加拿大目前富集全球71%的油砂，持有石油無機成因理論的占少數，但不能輕易否認，從油砂資源分布來看，好像也有點道理。

根據國際能源署(IEA)估計，加拿大油砂的原始可采儲量為178000×106bbl (2.83×1010 m3)。世界能源理事會(WEC)2010年引用美國地質勘測局的報道，23個國家中的598個沉積層中都有油砂，其中最大的沉積分別在加拿大、哈薩克斯坦和俄羅斯聯邦。

全球油砂可采儲量估計為2496.7×108bbl，其中加拿大為1768×108bbl (281.1×108m3)，占70.8%；哈薩克斯坦為420.09×108bbl (66.79×108m3)，占16.8%；俄羅斯為283.8×108bbl (45.12×108m3)，占11.4%(注：1bbl=0.159 m3)。這3個國家占有世界油砂總量的99%。石油無機成因理論認為，出現這種奇特的情況，只能解釋為在地球變遷過程中，油砂來源都處于板塊的裂縫帶，蘊藏在地殼中的烴類通過裂縫滲透到地面的原油，輕組分大量散發而形成的。

加拿大阿爾伯塔省(Alberta)擁有世界上最大的油砂沉積層，共有4個大型油砂礦床：阿薩帕斯卡(Athabasca)、和平河(Peace River)、冷湖(Cold Lake)和沃帕斯卡爾(Wabasca)，其總資源量估計為(1.7～2.5)×1012bbl。其中阿薩帕斯卡油砂礦是阿爾伯塔省最大且最容易開采的瀝青資源，總面積為30 ,000km2，富集了1×1012bbl瀝青(注：1bbl=0.1364t)。

阿薩帕斯卡油砂(Athabasca oil sands)是世界上最大的油砂礦藏，位于加拿大阿爾伯塔省東北部，集中在麥克默里堡(McMurray)地區。1848年發現，1967年開始開采，礦區面積達141,000km2，砂巖多為淡水及半咸水相，屬白堊系，礦藏埋藏深度0～750 m。油砂可采儲量0.170×1012bbl (約27×109m3) ，其中深度小于120m，適宜露天開采的儲量為7.3×109m3。深度120～750m的礦藏采用鉆井注蒸汽開采。

油砂開采主要有兩種方法：傳統的地表挖坑采礦和地下鉆井采礦。地表采礦將富含瀝青的地表運到處理廠分離。在歷史上，地表采礦是從油砂生產石油的主要來源，但近幾年有所衰減，其原因是約80%的瀝青儲層離地表越來越深。隨之而起的方法是地下采礦法，即將蒸汽注入地層，浸泡瀝青，然后泵出地面。目前，蒸汽輔助重力泄油法(SAGD)和蒸汽循環增產法(CSS)是兩種主導的地下提取技術。

從以往經驗來看，油價越高，越利于油砂開采。由于油砂生產的經驗和技術日益成熟，提取成本開始降低。以前油砂生產成本要大于美國的致密油，但現在阿爾伯塔省的油砂可以與美國致密油生產競爭。阿爾伯塔省地下開采項目估計盈虧平衡平均價為每桶64美元，露天開采項目在每桶60~64美元，而美國從二疊紀生產的致密油估計為每桶81美元，巴肯特 (Bakken)每桶 69美元，鷹福特 (Eagle Ford) 約每桶64美元。油砂產油量逐年增加，有許多公司在加拿大開采油砂。