JPH0443560B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 陸地又は海底の油貯蔵層中の油又は他の揮発
性液体の抽出度を、前記貯蔵層中の層構成物をそ
の層構成物の自然的周波数にできるだけ近く振動
させ、層構成物と油との間の結合力を低下させ、
少なくとも二つの隣接した井戸の穴の中に配置し
た電極によつて電気的刺激を与えることにより増
加させる方法において、井戸の穴に前記層構成物
の高さに相当する高さの領域中に金属液体を満た
し、前記金属液体を、挿入した振動器によつて振
動させ、同時に交番電流を前記電極に適用するこ
とにより電気的刺激を与えることからなる改良抽
出度増加法。

２ 金属液体が水銀である請求の範囲第１項に記
載の改良抽出度増加法。

３ 井戸の穴に一つより多い振動器が用いられる
請求の範囲第１項又は第２項に記載の改良抽出度
増加法。

４ 電流が、電極として働く金属液体に供給され
る請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記
載の改良抽出度増加法。

明細書 本発明は陸地又は海底の油貯蔵層にある油又は
他の揮発性液体の抽出度を、電気的高周波パルス
による振動及び熱の助けを借りて増大する方法に
関する。

油含有地層から油を回収することに関連して、
存在する油の一部分しか回収できない。回収度は
約17％から約50％まで変る。例えば、EKOFISK
地層からの回収度は、約20％であると推定されて
いる。

地層から全ての油、或はそのような油の少なく
とも多くの部分を回収することができないと言う
ことの原因には、油が層構成物中に結合されてい
る仕方が含まれている。層構成物の孔中に、毛細
管力、表面張力極性力及び接着力によつて油がそ
れら層構成物に結合されている。油産出開始時に
は、油貯蔵層中に行き亘つている自然の圧力がそ
れらの結合エネルギーに打ち勝つているが、この
圧力は徐々に低下するので、その追い出し圧力よ
り前記力の方が大きくなり、油の殆んどが未だ層
構成物に中に残つている場合でも油産出が小さく
なる結果になるであろう。

長い年月に亘つて回収度を増加するためかなり
の努力が払われ、現在も払われているが、最もよ
く知られている方法は油貯蔵層に水を注入する方
法である。更に、一連の化学物質が開発されてお
り、それらの全ては多かれ少なかれ油と層構成物
との間の接着力を破壊するように考えられてい
る。それらの既知の方法は、非常に高価である他
に、回収度を増加するのにほんのわずかしか貢献
しない。例えば、上述の回収度は油貯蔵層へ水を
注入した後計算されている。そのような注入がな
い場合回収度は約17％であると計算されている。

比較的わずかな回収度の増加しか達成されない
と言うことを別として、水注入は注入井戸の広範
な制御を必要とする。これは水が浸透した時に生
ずるいわゆる「指状進行問題」を伴つている。油
含有地層中で動く水前端は、鋭い前端として現れ
るのではなく、水が常に層構成物中の最も抵抗の
小さい線を見出だして行くと言うことのため広が
つた「指状部分」をもつ前端部のようになる。こ
れは水を砂利の山に噴出させた時に起きる現象に
類似させてみることができる。水は、水の通るこ
とのできる凹みを掘ることが直ぐに観察されるで
あろう。水注入の障害は、そのような「指状部
分」が産出井戸に達することである。その場合、
注入によつて水のみが産出されることになるであ
ろう。このような問題を解決するため、水が産出
井戸へ突き通るのを防ぐように水の体積と圧力の
両方を制御することができるように、いわゆるこ
れらの前端運動の非常に複雑なコンピユータモデ
ルを開発する多くの研究がなされている。

回収度を増加する自然のやり方は、前述の結合
力に、水或は他の追い出し媒体の前端圧力ではな
く、層構成物内の圧力の増大によつて打ち勝つこ
とであろう。

本発明の目的は、典型的な油貯蔵層中に働く結
合力に対する理解を基にして、この目的を達成す
るための方法を与えることである。

その方法はこの目的のために用いられる技術及
び意図した効果を達成するために必要な部材につ
いて述べるのがよいであろう。

もし一つの物体が他の物体の運動の方向に対
し、直角に迅速に動かされると、それらの物体間
の摩擦力は急激に低下することは物理から知られ
ている。この事実は、就中、ある道具が支持され
ている時、即ちある物理的変化を検出するための
道具の標識が丸い棒の上のスライドベアリングの
上に取り付けられている時に利用される。前記棒
を回転させた時、前記ベアリングと棒との摩擦力
はほぼ０になるであろう。実際、同じ効果が、
我々が例えば、油ドラムの覆いを打つた時、もし
その覆いの上にわずかな砂と水が存在するならば
観察されるであろう。砂と水の両方が小さな液滴
のようになつて覆いの上に浮いてきて、それらの
液滴を吹き払うのに最小の力がありさえすればよ
い。

本方法の最初の部分は、層構成物中に取り込ま
れた油に同じ効果を達成するため、油貯蔵層の振
動を確立することを目的とする。

油貯蔵層に自然な圧力が存在する限り、これは
全く静止した貯蔵層からかなり多くの油を絞り出
すのに充分であろう。地層から一層多くの油を回
収するのに必要な圧力がかなり低い場合でも、早
かれ遅かれ、どの位多くの油を地層から回収でき
るかの限界が存在するであろう。天然の圧力が消
失すると、例えば、謂所「ノデイング
（nodding）ポンプ」で用いられる吸引によるく
み出し及び（又は）貯蔵層内部の新しい圧力を作
り出す二つの油回収方法が考えられる。

貯蔵層内に未だかなりの体積の油が存在する場
合、それは回収度を増加させるために必要な内部
圧力を、蒸発によつて作り出すことができる液体
に相当する。

油のそのような蒸発は、地層を、井戸掘削装置
によつて一般に掘られた異なつた井戸間に高周波
電流を通すことによつて加熱することにより達成
されることが示唆されている。油含有地層には常
にわずかな塩水が存在し且つ（又は）そのような
塩水は注入によつて供給され、別々の井戸間に水
が突き通る程度まで供給することができるので、
電気エネルギーを供給した時、電極炉として働く
電気伝導性媒体が得られるであろう。得られたエ
ネルギーは油／水の蒸発を起こし、それによつて
圧力が増大しその結果一層多くの油が回収できる
ようになる。

本方法を図面を参照して一層詳細に説明する。

第１図は、幾つかの井戸が掘られている油貯蔵
層の断面図を示す。油回収が行なわれる井戸の下
方部分中に、水銀ｂ又は他の重い電気伝導性液体
を注入する。その液体の機能は、周りの層構成物
に振動を伝えること、一つの井戸から他方の井戸
へ電流を通ずること、及び油／水、できれば液体
水準ｄの下に生じた泥を噴出（flashout）させる
ことである。

高周波振動機は液体ｂ中に配置されたケーブル
ｅを経ており、高周波変換器によつて表面からエ
ネルギーが供給され、その変換器には発電器ｈか
らエネルギーが供給される。このエネルギーはケ
ーブルｅの中心の導電体によつて前記振動器に伝
えられる。前記導電体は絶縁体ｊによつて取り巻
かれ、その上に導電体ｋが巻かれ、それが、前記
振動器の表面ｌに電気伝導状態に結合されてい
る。

導電体ｋは高周波変換器ｎからエネルギーを受
け、その変換器は発電器ｏからエネルギーを受け
る。前記発電器と高周波変換器は単相及び多相電
流の両方を供給することができる。単相電流の場
合、各相は井戸の方へ行き、三相電流の場合には
三つの井戸が相Ｒ，Ｓ，Ｔへ結合される。

電流は、従来井戸の裏打ちに用いられる鋼又は
他の導電性材料から作られた管ｓを通して井戸へ
伝導される。この場合、導電体ｉによつて振動器
それ自身へエネルギーを供給するための導電体だ
けが必要になる。液体ｂはこの場合、導電体であ
る必要はない。

第２図は、補助井戸ｑをもつ二つの井戸ｐの下
方部分の拡大図を示し、水ｒが突き通つた状態を
例示している。

前記振動器がエネルギーを受けると、層構成物
の自然的周波数に適合する振動をもつて水銀ｂを
振動させ、その層構成物に共鳴振動を起こし、そ
れらの振動が外方へ伝わり、文字どおり層構成物
から油を振り落とす。振動からのエネルギーは、
層構成物の別々の粒子間及び層構成物と流れ出る
油との間に摩擦熱として熱をそれら層構成物に与
え、幾らかの油と水を蒸発させることにより、圧
力を維持するのに寄与する。

エネルギーが振動器の表面に供給された時、そ
れは水銀を通つて周りの層構成物へ外方へと伝え
られ、更に地層中外方へ伝搬し、次の井戸の中の
次の対の極へ達する。もし電流が裏打ちを通して
井戸中に伝えられると、同じようなことが起きる
であろう。もし水が突き通つていると、伝導度は
増大し、このことは実際に層構成物中の熱の発生
を増加するのに寄与するであろう。もし層構成物
が、二つの産出井戸ｐの間の電気接触を達成する
ことができないようなものであるならば、いわゆ
る補助井戸が掘られ、その中に同じ種類の振動
器／電気伝導体が配置される。

第３図は、振動ｔ及び電場ｕが井戸の間をどの
ように伝搬するかを示している三つの井戸の断面
図を示す。

第４図は、水を注入した時起きることがある
「指状進行問題」を示す二つの井戸の断面図であ
る。

第５図は、二つの振動器からなる装置を例示す
る井戸の断面図で、水銀の方へ伝えられる電圧か
らの電場線及び振動波を示している。