油砂是沥青、砂、水和钻土的混合物。目前，由于传统模式油田的日趋减产和高油价的冲击，人们将勘探目标转向了非常规石油资源，比如蕴藏量极大的石油砂。石油砂的勘探活动在加拿大尤为活跃，那里的重油油砂沉积极其丰富，人们利用大型挖掘机从地表以下较浅处开采到蕴藏量极大的油砂。然而，油砂的开采必须用热水将沥青与砂质分离开来。施工中用流速极快的细小钻土颗粒和水将油砂内含的沥青清洗出来，戮稠的沥青很容易就用石脑油分馏并沉淀下来。这种混合物通过管线被输往精炼设施处，在那里用溶剂回收并再输往抽提加工区。用氢转化处理法将沥青深加工成具商业价值的原油，其原理是用氢将重烃的大分子打断成为较小的分子，这种深加工后获得的原油就适合送至炼油厂加工了。在一些加工过程中，将沥青在炉具内加热，并加入焦炭作为催化剂，然后将焦炭除去。从焦炭塔产生的氢蒸气可以将沥青分馏成石脑油、柴油和汽化油，然后再进入标准的炼油厂加氢原料的处理车间进行深加工。