JPH0144878B2 - - Google Patents

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JPH0144878B2
JPH0144878B2 JP57025838A JP2583882A JPH0144878B2 JP H0144878 B2 JPH0144878 B2 JP H0144878B2 JP 57025838 A JP57025838 A JP 57025838A JP 2583882 A JP2583882 A JP 2583882A JP H0144878 B2 JPH0144878 B2 JP H0144878B2
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tube
tube means
brine
hydrate
pipe
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Aaru Bii Eriotsuto Gai
Eru Barakurofu Buruusu
Ii Uandaaboofu Nikorasu
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US Department of Energy
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Publication date
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Publication of JPH0144878B2 publication Critical patent/JPH0144878B2/ja
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
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    • E21B41/0099—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 specially adapted for drilling for or production of natural hydrate or clathrate gas reservoirs; Drilling through or monitoring of formations containing gas hydrates or clathrates
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/285—Melting minerals, e.g. sulfur
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
    • E21B43/38—Arrangements for separating materials produced by the well in the well
    • E21B43/385—Arrangements for separating materials produced by the well in the well by reinjecting the separated materials into an earth formation in the same well

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭化水素水和物を含んだ地層
（formation）から炭化水素類を生成する為の方
法とその装置に関し、より具体的には、かかる生
成を自蔵動力式（self―powered）に成し得る方
法と装置に関するものである。
メタンや他の炭化水素類が液体の水や氷と反応
して、水と個々の或いは混合した炭化水素類とを
含む固体化合物を生成することは知られている。
たとえば、メタンの圧力が400psiで水の温度が０
℃（32〓）のとき、メタン水和物が生成する。同
様に、2000psiで約15.6℃（60〓）のとき固体水
和物が生成される。純水と対比して、ブライン
（水溶媒に基くあらゆる溶液）と炭化水素類を反
応する場合には、所与の温度ではメタン圧が幾分
高くなければならないが、そのようにしなくとも
同様の反応が起る。水和物の組成は生成の条件に
よつて若干変化するが、CH4・5.75H2O及び
C3H8・17H2Oの２つが生成可能な組成である。
これらの水和物類は氷よりもやや密度が小さい。
固体炭化水素水和物の生成に好適な自然条件
は、地表下約1000乃至数千フイートの間にある、
地球の大部分を覆つている地穀内に存在してい
る。しかし、地表での炭化水素圧は低過ぎて水和
物が存在し得ないし、地球の深部では地熱勾配が
高くなり過ぎて、これまた水和物の存在を不可能
にしている。大洋底上では、水和物が生成される
と氷様の固体となり、これはたとえば泥土や多孔
質物質（たとえば砂岩）などのより密度の高い物
質によつて保持されなければ、浮上し破壊されて
しまう。しかしながら、凍結温度に近い水あるい
はブラインは、前記した固体水和物を保持するよ
うな層の真下の地表下に広く存在しており、メタ
ンや他のガス状炭化水素類は、埋蔵有機物質が地
熱区域にゆつくり沈降するに従つて熱的に分解す
る際に地球の比較的深部にて常に発生される。メ
タン水和物や他の水和物生成の好適な条件は、
400psi以上の圧力下で密度の高い冷ブラインが沈
降し埋まつた沖積又は三角州物質がメタンを発生
している泥土状の大洋底に存在する。音響的或い
は他の計測の結果から、アメリカ合衆国東岸沖等
の海底には広域にわたつて炭化水素水和物資源が
存在することが考えられており、これらはしばし
ば加熱されるとメタンを放出する凍結泥土状とな
つている。
従つて、今日の重要な問題は、このような水和
物層から如何にして経済的に天然ガスを回収する
かということである。
ソヴイエトの科学者達は、特にシベリアの永久
凍土層域の地下にあるかような水和物を、有力な
天然ガス源として考えている（1978年発行のYu.
F.Makogon著「Hydrates of Natural Gas」、
Geoexplorers Associates、Inc.、Denver、
Colorado参照）。この著書では、地熱水を用いて
貯槽の下から水和物の沈着物（deposit）を加熱
することによつてかような地下の水和物を分解す
ることが提案されている（155頁参照）。しかしな
がら、その詳細については記載されておらず、実
質的に自蔵動力式にて炭化水素類を回収する本発
明の方法も装置も考え出されていないと思われ
る。
ソヴイエトの技術者の報告によれば、水和物中
に穿孔し次いでメタノール又は塩類を注入して水
和物を融解することによつて、地下の水和物から
メタンを得たとされている。例えば、Yu.F.
Makogan著の前出文献の127頁参照のこと。ま
た、W.J.Cieslewicz著「Some Technical
Problems and Developments in Soviet
Petroleum and Gas Production」、The Mines
Magazine、12―16頁（1971年11月）には、固体
水和物をその地層中で直接ガス状とする三つの方
法が挙げられている。この三つの方法とは、(1)メ
タノール等の触媒をその地層中にポンピングする
こと、(2)生成圧力を人工的に減ずること、及び(3)
水、蒸気又は高温ガスをその沈着物中にポンピン
グすることによつて生成温度を上昇させること
（この方法は熱水が豊富なシベリア地区では最も
経済的な方法であるとされている）である。しか
しながら、この文献にも技術上の詳細な記載はな
されていない。また、メタノール又は塩の添加は
沈着物を加熱するのではなくむしろ冷却すること
になり、その結果メタンの回収に時間がかかり、
或いは制限されてしまう。更には、（自蔵動力式
ではなく）従来のポンピング手段によつて液体を
水和物に導くことはコスト高となり実用に耐えな
い。
上記以外にも、固体として生ずるのとは逆に、
ブライン或いは水に溶解したメタン或いは他の炭
化水素ガスを回収することについては多くの発表
があり、特に、被圧地下力によつて地表まで移送
できる地圧―地熱（GPGT）ブラインを用い地
上での処理を行えるようにしたものがある。しか
しながら、高温の地熱ブラインは、本発明の意図
する炭化水素類の固体水和物の生成を妨げるもの
である。また、溶解したメタンの回収法（特に減
圧させて経済性に富む方法）は、固体水和物から
メタンを回収するという本発明とは殆んど無関係
である。
固体硫黄をフラツシユ法にて融解することは広
く知られている（例えば“College Chemistry”
（W.H.Freeman and Co、2nd Edition、299―
300頁、1957年発行）にLinus Paulingが記載し
ている）。この方法によれば硫黄の融点（約119
℃）以上に過熱した水を加圧下で硫黄沈着物にポ
ンピングするものであるが、このフラツシユ法は
自蔵動力式ではなく、回収される生成物は気体で
はなく固体である。加えて、地表からのポンピン
グも従来の方法及び装置を用いたものであつてコ
スト高である。
従つて、固体層であり、若しくは実質的に固体
水和物（たとえばスラツシユ状のもの）を含むも
のである天然ガス含有水和物の沈着物から、炭化
水素類（メタンを含む）を経済的に回収する実質
的に自蔵動力形式の方法及び装置の開発が今なお
望まれているのである。
本発明の目的は、自然発生（或いは貯蔵などの
非自然発生）の固体の炭化水素含有水和物から炭
化水素類を実質的に自蔵動力式にて回収する方法
並に装置を提供するにある。
本発明の別の目的は、静水圧で加圧された炭化
水素類含有地層から炭化水素類を容易に且つ効率
的並に結済的に回収する方法とその装置を提供す
ることである。
本発明の別の目的は、地下或いは海洋や湖沼下
に存在する炭化水素含有水和物地層から炭化水素
類を生成させる方法と装置を提供することであ
る。
本発明の更に別の目的は、ブライン及び／又は
固体（たとえば砂）と混合された固体水和物か
ら、実質的に自蔵動力式にて天然ガスを生成する
方法と装置を提供することである。
本発明の上記以外の目的、効果、並に新規な特
徴については、以下の記載から一層明確となろ
う。
本発明において、炭化水素水和物を含有する地
層から炭化水素を回収する方法は、(a)第１の管体
と少くとも第２の管体とを少くとも上記他層中に
挿入し、(b)上記管体の一方に一時的に加えられた
外的加圧源を用いて水和物よりも上方レベルから
下方へ流下する比較的温いブラインの流れを生ぜ
しめ、(c)次いで上記加圧源を取り除いてブライン
を水和物中に循環させ、これにより上記管体内の
静水圧差による実質的な自蔵動力形式にて上記水
和物を融解して気体状炭化水素類を生成せしめ、
(d)生成された炭化水素類を使用済みブラインから
分離する工程からなる。
好適な実施例においては、分離工程において一
方の管体のそれぞれ別個の部分を通つて気体状炭
化水素は上昇し、使用済みブラインは降下する。
本発明の一実施例として小径管体が大径管体中
に配設する如く、２本の異径管体を同芯状に配し
てもよく、また別の実施例として２本の管体を互
いに距離を置いて設置してもよい。更に、２本以
上の管体を互いに離して設置してもよい。
本発明による装置は、水和物地層中に挿入され
る２本の管体を有し、このうち第１の管体は第２
の管体内に間隙をもたせるようにして配設され、
２本の管体はコネクタによつて結合されている。
このコネクタは内方の（第１の）管体の上端と第
１のオリフイスとを結合している。（第１のオリ
フイスは本装置の外方空間に開口していると共
に、外側（第２）の管体の上端近傍の側部に位置
している。）上記外側の管体はその上端が密封さ
れるようになつており、外側管体の上端近傍の側
部に配設した第２のオリフイスを有している。
本発明による装置の別の態様としては、互いに
離れ且つ協働関係にある実質的に同様の２本以上
の管体を透過性水和物地層中に挿設し、管体はそ
の下端が開口され、その上端は調節自在に密封で
きるようになつていると共に、下方に張り出した
実質的に中空の側腕を備えている。この側腕は管
体上端近傍の側部に設けたオリフイスで管体に取
り付けられている。
本発明を実施することにより、殆んど外部動力
を使用せずとも、本発明の方法及び装置で採用さ
れる自蔵動力機構により固体の炭化水素含有水和
物地層から気体状の炭化水素類を回収することが
できる。本発明の方法と装置により、大洋底や大
洋副底（ocean subfloor）、或いはアラスカ、カ
ナダ、シベリア等の極北地域に存在すると考えら
れている広大なメタン水和物資源を、安全且つ環
境破壊を招来することなく容易且つ効率的並に経
済的に回収できるものである。本発明においては
高圧は一切必要なく従つてそのような高圧装置も
採用しないで済む。加えて、（以下第２図につい
て説明するように）高温乾燥岩石地層中に管体を
穿孔挿入する場合、上記高温乾燥岩石から熱を得
ることができるため、必要な水またはブラインの
量は本発明の他の実施例の場合に較べて少量でよ
い。また、水和物がスラツシユ（即ちブラインと
混合した固体水和物）状である場合には、その地
層の透過性が高いため天然ガスを極めて効率的に
回収できるものである。更に、回収井戸を複数本
設置すればガス回収は一層効果的である。
以下図面に示す本発明の具体的な実施例につい
て詳述する。以下の記載中、自蔵動力式とは可動
機構やその他外部ポンプ装置を必要としないこと
を意味する。
また、炭化水素類という用語は、１種または２
種以上の炭化水素類や炭化水素類と他のガス（例
えば天然ガス）との混合物の沈着物を含むもので
ある。融解が行われる際、自蔵動力を得る為にい
くらかのガスが生成されなければならない。しか
しながら、炭化水素類の少くとも或るものは液体
であるが、これらについてもブラインから分離す
る適当な方法により回収できるものである。
本発明の全ての実施例においては、炭化水素水
和物を含む地層中に（時にはその地層を貫通し
て）少くとも１本の井戸が堀削され、水和物より
少くとも幾分温い水を本発明の装置の管体を通し
て上方レベルから流し込む。かくして本発明の装
置は、気泡を含んだブラインのカラム（使用済ブ
ライン流出側）と基本的に気泡を含まないブライ
ンのカラム（新しいブラインの流入側）との間に
圧力差があるために、始動後は実質的に自蔵動力
式となる。井戸頭（wellhead）は地上あるいは
水域の上方に突出させてもよいし、水域中に一部
を水浸させてもよい。このように、本発明の方法
と装置は以下詳述する海洋底での設置例に限られ
るものではない。
第１図において、上端を海面１２上方に位置さ
せた井戸管となる管体１０（径は例えば約15乃至
60cm）が水域１４を通り海洋底１６へと延びてい
る。管体１０の下端２４は凍泥状の炭化水素水和
物１８の沈着物（堆積物）へと入り込んでいる。
管体内には直立管２０が設置され、その下端２２
が上記管体１０の下端２４よりも深い位置まで突
出している。直立管２０はコネクタ２６によつて
管体１０に取り付いており、管体１０の孔２８を
満たし、この孔から温い海面ブライン（例えば約
10〜20℃）がこのシステム内に入り込めるように
なつている。管体１０にはサイドパイプたる側腕
３２が取り付けられており、使用済みブライン３
６が海面１２近くに排出される孔３４を有してい
る。温ブライン３０が管体１０の任意付加的側腕
２９を介して孔２８に入り、より冷たい水和物層
１８（たとえば０℃）へと循環され、始動後は、
直立管２０内の無気泡の温ブライン３０によるカ
ラム圧と直立管２０と管体１０との間の環状域３
８内の使用済みブラインからなる気泡を含むより
低いカラム圧との差によつて生じる静水的頭部圧
力によつて駆動される。気泡４０は下方にある炭
化水素水和物層１８からの気体状炭化水素の解放
によつて生じる。
ブライン３０の循環は側腕３２をプラグ４２で
封塞することによつて開始でき、プラグ４２はた
とえばソレノイド等の作動手段により作動させて
側腕３２を一時的に密封できる。すると、たとえ
ばバルブ４４に一時的に取り付け得るポンプ（図
示せず）を用いてメタン又は他のガスを管体１０
下方に送り込むことができ、管体１０内のブライ
ンを置換できる。
外部から付与された圧力が例えばバルブ４４を
介して解放され側腕３２内のプラグ４２が開く
と、温い海面ブライン３０が孔２８内に循環し始
め、直立管２０を降下して下端２２から炭化水素
水和物層１８へと送られ、そこでブラインは水和
物を融解し気体状の炭化水素類を解放し（従つて
気泡４０を生成すると共に、炭化水素水和物と堆
積物でできた凍泥をドーム４６状に融解させる）、
次いで管体１０と直立管２０との間の環状域３８
を上昇し、最後に側腕３２の孔３４から海水１４
中へ排出される。気泡４０は環状域３８を上昇す
るにつれて大きくなり、かくしてブラインカラム
からさらに多くの液体が置換され、環状域３８内
のブラインによる圧力が直立管２０内のブライン
による圧力よりも小となつた定常状態条件が生ず
る。この圧力差がブラインを循環せしめ、かくし
て炭化水素水和物層からの気体状炭化水素類の解
放は自蔵動力型循環をもたらし、これによつてガ
ス解放プロセスが継続して行われる。環状域３８
はコネクタ２６で１部が密封されるが、その周辺
の他の部分は開放されたままである。図中、環状
域３８のブラインの水面４８が示されている。
たとえば側腕３２を手動にて密封する場合など
は管体１０のキヤツプ５０を介してなされる。生
成炭化水素ガス５２はバルブ４４から放出され
る。側腕３２の長さはその中にブライン水位５３
を充分に保持でき、且つその下端から生成ガス５
２が逃げるのを防止できるに充分なものとする。
この側腕３２は、ブラインが表面に運ばれるのを
防止するので好適である。
管体周囲からのガス漏れを防止する意味で、炭
化水素水和物層の上方又はその中に管体１０をセ
メント５４または他の適当な物質で固着すること
が好ましく、また要すれば、炭化水素水和物域と
接している深さにおいては、直立管２０を絶縁さ
せてもよい。本発明の装置を用いて炭化水素水和
物層内で融解させる方法としては、この層の底部
の方向へ温いブラインの多くを流入させ、凍結し
た水和物の固体ドーム４６の大部分が不変のまま
になるようにする。固体ドーム４６の維持が好ま
しいためと、流動するブライン間の熱交換を最小
としなければならないため、直立管２０を絶縁す
ることが望ましい。
始動に関する上記方法の代わりに、ポンプ（図
示せず）を用いてまずブラインを孔２８に送り込
み、孔３４から流出し出すようにすることもでき
る。しかる後、ポンプを取り脱し、前記の如くブ
ラインの流れを継続させて生成炭化水素ガス５２
をバルブ４４で集収する。これとは別に、一時的
に採用できる何らかの外部圧力源を用いてもよ
い。
本発明の方法と装置は、水和物層の透過性が始
動時に炭化水素水和物層１８を介してブラインが
流れ得るものであれば、その技術的実現性には何
ら疑う余地のないものである。要すれば、ブライ
ンのこの最初の流れを助長するために適当な手段
を用いてもよい。たとえば、この流れを達成させ
る好適な方法としては、下端２２近傍に多孔５６
を形成した直立管を用い、この孔５６を介して温
ブラインが噴出又は流れるようにすることが挙げ
られる。同じ目的を達成する別の方法としては、
炭化水素水和物層１８中を堀削し、次いでこの層
１８を水砕し、温ブライン３０がこの層を浸透で
きるようなクラツクを形成することである。或い
は、必要であれば管体１０の下端２４と直立管２
０の下端２２を当初は同じ深さとし、たとえば延
長管を用いて直立管２０の下端を炭化水素水和物
層１８の融解が進行するに従つて降下させること
もできる。これ以外の好適な方法としては、始動
時に電流を流すと共に抵抗加熱（たとえば導電性
ブラインを介して）を採用することが挙げられ
る。上記以外にも、始動時にブラインを流すため
のいかなる方法も本発明において採用できるもの
である。
第２図において、管体６０と直立管６２が高温
乾燥岩石域６４（その他の地熱域であつてもよ
い）に延びていて、孔６８を介してこのシステム
に入り込んだ流入ブライン６６は直立管６２の下
端７０を離れた後で適当な手段によつて循環させ
ることができる。直立管６２の下端７０付近に
は、高温乾燥岩石域６４内に流入温ブライン６６
の流れをよくする多くの孔７２が設けてある。海
洋７７下の炭化水素水和物層７６に隣接する深さ
の管体６０に設けた大きな多孔７４により、高温
ブライン７８を管体６０から流出させ、炭化水素
水和物層７６内を循環させ、管体６０へと戻し、
更に側腕８２の開口８０から流出させることがで
きる。この実施例では、炭化水素水和物層を融解
するブラインは表面ブラインよりもはるかに高温
であり、従つてより少量の液体を循環させればよ
く、管体を絶縁させる必要はなく、また第１図の
場合よりも急速にガス回収が達成できる。図示の
区域６４は海水を含んだものであつてもよいし、
水砕されたものであつてもよい。
第３図は、温ブラインによつて炭化水素水和物
を融解するに当つて２本の井戸を用いた実施例を
示す。（この井戸については、１本の井戸に２本
の枝管を形成してもよい。）この実施例では、温
ブライン９０は孔９２を介して好ましくは絶縁さ
れた第１の管体９４内に流れて固体水和物と他の
固体（凍砂など）からなる域９６へと降下し、次
いで液体ブラインと固体水和物を含む第２の域９
８へ他の固体を伴つて流れ込む。温ブライン９０
は多孔１００を介して第１の管体９４から流出
し、固体水和物層９６の底部１０２に沿つて（そ
の下を）流れ、かくして域９８を加熱し、気体状
炭化水素類の小さな気泡１０４を生成する。この
気泡１０４は、多孔１１０を介して第２の管体１
０８に流入するブラインと共に運ばれる。第２の
管体１０８をブラインが上昇するにつれ、気泡１
０４は膨れ、管体１０８内のブラインの置換が活
発となり、その結果ガスの上昇も大となる。生成
物ガス状炭化水素１１２がバルブ１１４を介して
解放され収集され、冷えたブライン１１６が側腕
即ちサイドパイプ１２２の開口１２０から海洋１
１８へと流出する。
第２の域９８内の固体水和物の融解は層１２４
の底部１０２に食い込み、これによつて層の形態
を変え、固体の一部を液体に換える。温ブライン
の流路が変わつて第１の管体９４の通路１２６か
ら出て第２の管体１０８の通路１２８へと入る
が、この場合の流れは第２の域９８内の当初の流
路よりも高い位置にて行われる。
この実施例では、大洋副底１０２での高圧下で
は天然ガスの気泡は小さく、この為ブラインの流
れに乗つて容易に移動する。しかしながら、層１
２４が急勾配となるにつれ、ブラインは天然ガス
の気泡を運びにくくなる。従つて、この点を補う
ために、２本の管体の機能を周期的に交代させ、
ブラインの流れ方向を逆にして侵食された炭化水
素水和物層の底面を水平状に保持する。
砂が混在するか否かに関りなく、混合されたブ
ラインと炭化水素水和物をスラツシユとして含む
域に貫入するように第１の管体９４又は第２の管
体１０８、或いは双方を設置する場合、ブライン
の循環がこのスラツシユを生成物流出管体へと移
動させるであろう。この種の循環は極めて有用で
ある。何故なら、この循環は固体が融けるような
比較的温い大洋域へスラツシユを移動させ、ガス
状生成物を回収するための表面へと効果的に放出
させるからである。砂が含まれている場合は、格
別取り除く必要もないが、管体１０８に入る前に
適当な手段で取り除ける。
更に、複数個の井戸を用いることによつて、層
から効率的且つ迅速に炭化水素類を押し流せると
いう利点も有する。
炭化水素水和物を含む層が、融解するとガスを
発生する他の物質を含んでいる場合には、要すれ
ば適当な手段を用いて気体状炭化水素類から分離
することも可能である。
本発明による方法と装置は、上述のようにして
温ブラインで融解できるガス含有層から他のガス
を生成するのにも用いることができる。
本発明の方法において表面水を用いる場合、水
流入部と水流出部を共に水源（たとえば湖沼）に
結合することによつて、水の再循環が可能とな
る。
少くとも水和物層へ貫入する井戸は適当な方法
であればいかなる方法によつても堀削できる。
生成した気体を使用済みブラインから分離する
には、いかなる所望の手段でも採用することがで
きるが、図面に示したようにサイドパイプ（側
腕）がその単純性から好適であり、要すれば側腕
に分離装置（図示せず）を取り付けてもよい。
以上本発明の好適な実施例について詳述した
が、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で種々変
更が可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の１実施例による装置の断面
説明図であり、径の異る２本の管体を同芯状に配
して固体炭化水素水和物層に挿入し、温海水や近
表面水などのブラインを自蔵動力式に固体水和物
を含む層へ循環させて水和物を加熱し、気体状炭
化水素を放出させる状態を示す。第２図は、本発
明装置の別の実施例の断面説明図であり、水和物
を含む層の下に存在する高温の乾燥岩石層へ下端
を挿入し、上方から下方の高温層へ流されるブラ
インの自蔵動力式循環により水和物を加熱し天然
ガスを放出する状態を示す。第３図は、固体水和
物と凍砂とからなる層に達しこれを貫通する２本
の井戸を設置した別の実施例の断面説明図であ
り、２本の井戸が液体ブライン、固体水和物及び
砂からなる更に下方の層まで伸びている状態を示
し、複数の井戸を設置することによつて温ブライ
ンの循環と水和物の融解を向上させ得ることを示
す図である。 １０，６０，９４，１０８…管体、１２…海
面、１６…海洋底、１８…水和物生成物、２０，
６０…直立管、２６…コネクタ、２８，６８…
孔、２９，３２，８２…側腕、３０…温ブライ
ン、４０…気泡、４２…プラグ、４４，１１４…
バルブ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 固体炭化水素水和物を含む地層に少くと
    も２本の管手段を挿入して第１の管手段と少く
    とも第２の管手段との間をブラインが流れ得る
    ようにし、 (b) 外部圧力源を該第１の管手段又は該第２の管
    手段に設けることによつて、該水和物に対して
    上方レベルから該第１の管手段を通つて下方へ
    流れる比較的温いブラインの流れを生ぜしめ、 (c) 該外部圧力源の作動を停止し、該温ブライン
    を該水和物と接触させて該水和物を融解させ、
    これによつて始動後には、実質的に無気泡のブ
    ラインを含む該第１の管手段内の静水圧と上昇
    する使用済みブラインおよび該水和物が融解し
    たときに生成された気体状炭化水素気泡の少く
    とも双方を含む該第２の管手段内の静水圧との
    差によつて該ブラインが上昇するようにし、 (d) 上記生成された気体状炭化水素類を該使用済
    みブラインから分離することを特徴とする固体
    炭化水素水和物を含む地層から気体状炭化水素
    を回収する方法。 ２ 生成された前記気体状炭化水素類は、該第２
    の管手段に配設した分離手段によつて該使用済み
    ブラインから分離される特許請求の範囲第１項記
    載の方法。 ３ 生成された前記気体状炭化水素類は、該第２
    の管手段を通して該気体状炭化水素類を上昇せし
    め且つ該第２の管手段の開口を通して該使用済み
    ブラインを降下させることによつて、該使用済み
    ブラインから分離される特許請求の範囲第２項記
    載の方法。 ４ 該第１の管体と該第２の管体は該地層の底部
    より下方には挿入されていない特許請求の範囲第
    ３項記載の方法。 ５ 該第１の管体と該第２の管体は、該地層中へ
    挿入されかつ該地層を貫通している特許請求の範
    囲第３項記載の方法。 ６ 該第１の管手段と該第２の管手段は互いに異
    なる径を有するとともに、該第１の管手段を該第
    ２の管手段の中に同心状に配設した特許請求の範
    囲第４項又は５項記載の方法。 ７ 該第１の管手段と該第２の管手段は互いに離
    れて設置された管体である特許請求の範囲第４項
    又は５項記載の方法。 ８ 該第１の管手段と該第２の管手段は炭化水素
    水和物のスラツシユを含む地域に挿入されている
    特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 該第１の管手段と該第２の管手段の下端部
    は、高温の乾燥岩石を含む地域に挿入され、該第
    ２の管手段の該水和物地層に隣接する個所には複
    数の孔を有している特許請求の範囲第５項記載の
    方法。 １０ 該炭化水素水和物は水域下に位置し、該使
    用済みブラインは液体炭化水素類をも含み、該使
    用済みブラインから該液体炭化水素類を分離し回
    収する特許請求の範囲第３項記載の方法。 １１ 該水和物は陸域下に位置し、該使用済みブ
    ラインは液体炭化水素類をも含み、該使用済みブ
    ラインから該液体炭化水素類を分離し回収する特
    許請求の範囲第３項記載の方法。 １２ 夫々上端と下端とを備えた第１の管手段と
    第２の管手段とを有し、該第１の管手段は該第２
    の管手段内に配設されて環状空隙を形成し、該第
    １の管手段と該第２の管手段の下端はともに開口
    し、該第１の管手段は装置外部空間と連通するよ
    うにして該第２の管手段とコネクタにより結合さ
    れており、該コネクタは該第１の管手段の上端
    と、該第２の管手段の上端付近の側部に設けられ
    た第１のオリフイスとを結合し、該第２の管手段
    はその上端付近の側部に設けられた第２のオリフ
    イスを有し、該第２の管手段はその上端および該
    第２のオリフイスにて密封しうるようになつてい
    ることを特徴とする固体炭化水素水和物を含む地
    層から気体状炭化水素を回収する装置。 １３ 該第２のオリフイスには下方に突出した側
    部管を有してなる特許請求の範囲第１２項記載の
    装置。 １４ 該第１の管手段の下端は該第２の管手段の
    下端よりも下方に突出している特許請求の範囲第
    １３項記載の装置。 １５ 該第２の管手段の上端には生成ガス取り出
    し用のバルブを設けてなる特許請求の範囲第１４
    項記載の装置。 １６ 該第２のオリフイスには一時的に密封する
    為のプラグが取り付けてある特許請求の範囲第１
    ５項記載の装置。 １７ 該第２の管手段は、固体水和物地層に隣接
    して設置される位置に複数の孔を設けてなる特許
    請求の範囲第１５項記載の装置。 １８ 該第１の管手段と該第２の管手段は絶縁さ
    れている特許請求の範囲第１７項記載の装置。 １９ 該第２の管手段から該第１の管手段の下端
    部へと通電できるようになし、該第１の管手段の
    下端部を加熱する抵抗加熱装置を含んでなる特許
    請求の範囲第１７項記載の装置。 ２０ 管手段と該管手段とは離れた位置にあるが
    互いに協働関係にある少くとも１本の別の管手段
    とを有し、上記管手段は開口した下端と、調節自
    在に密封できる上端と、この上端近傍に設けられ
    た側方に開口するオリフイスを有し、該オリフイ
    スに下方に突出した側部管を取り付けてなること
    を特徴とする固体炭化水素水和物を含む地層から
    気体状炭化水素を回収する装置。 ２１ 該管手段の上端にはバルブを設け生成され
    た気体を排出するようにした特許請求の範囲第２
    ０項記載の装置。 ２２ 側方に開口した前記オリフイスを一時的に
    閉じるプラグを含んでなる特許請求の範囲第２１
    項記載の装置。 ２３ 該管手段はその下端近傍に複数の孔を有し
    てなる特許請求の範囲第２２項記載の装置。
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