(57)【要約】  本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、二次、三次採収において、ポンプオフ信号を利用することで、効率的な採油を行う事ができる採油システムおよび採油監視システムを提供する  生産井（２）に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプ（１０）と、前記サッカー・ロッド・ポンプ（１０）のポンプオフ信号を検出する信号検出部（１２）と、圧入井（３）に設けられて、第二次採収または第三次採収に用いる流体を圧入する圧入ポンプ（２０）と、を備えた採油システムにおいて、前記信号検出部（１２）が検出したポンプオフ信号に基づいて、圧入ポンプ（２０）を運転する。
2008050645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生産井に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプと、前記サッカー・ロッド・ポンプのポンプオフ信号を検出する信号検出部と、圧入井に設けられて、第二次採収または第三次採収に用いる流体を圧入する圧入ポンプと、を備えた採油システムにおいて、
前記信号検出部が検出したポンプオフ信号に基づいて、前記圧入ポンプを運転することを特徴とする採油システム。
【請求項２】
前記信号検出部は、前記サッカー・ロッド・ポンプの動力源を駆動するインバータであることを特徴とする請求項１記載の採油システム。
【請求項３】
前記信号検出部は、前記サッカー・ロッド・ポンプの動力源を駆動するインバータの上位コントローラであることを特徴とする請求項１記載の採油システム。
【請求項４】
前記ポンプオフ信号は、前記圧入ポンプの動力源を駆動するインバータに伝送されることを特徴とする請求項１記載の採油システム。
【請求項５】
前記流体は、水、ガスまたは界面活性剤であることを特徴とする請求項１記載の採油システム。
【請求項６】
前記流体に代えて、微生物としたことを特徴とする請求項１記載の採油システム。
【請求項７】
生産井に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプと、前記サッカー・ロッド・ポンプのポンプオフ信号を検出する信号検出部と、圧入井に設けられて、第二次採収または第三次採収に用いる流体を圧入する圧入ポンプと、を備えた採油システムにおいて、
前記信号検出部が前記ポンプオフ信号を検出し、
前記検出されたポンプオフ信号に基づいて、前記圧入ポンプを運転することを特徴とする採油方法。
【請求項８】
前記信号検出部は、前記サッカー・ロッド・ポンプの動力源を駆動するインバータであることを特徴とする請求項７記載の採油システム。
【請求項９】
前記信号検出部は、前記サッカー・ロッド・ポンプの動力源を駆動するインバータの上位コントローラであることを特徴とする請求項７記載の採油システム。
【請求項１０】
前記ポンプオフ信号は、前記圧入ポンプの動力源を駆動するインバータに伝送されることを特徴とする請求項７記載の採油システム。
【請求項１１】
前記流体は、水、ガスまたは界面活性剤であることを特徴とする請求項７記載の採油システム。
【請求項１２】
前記流体に代えて、微生物としたことを特徴とする請求項７記載の採油システム。
【請求項１３】
生産井に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプと、
前記サッカー・ロッド・ポンプを駆動するインバータと、
前記インバータを操作する遠隔監視ユニットと、
前記遠隔ユニットに接続された第１無線通信部と、
前記無線通信部と無線通信するための第２無線通信部と、
前記無線通信部に接続されたコンピュータと、を備えたことを特徴とする採油監視システム。
【請求項１４】
前記指令は、所定周期で送信されることを特徴とする請求項１３記載の採油監視システム。
【請求項１５】
生産井に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプと、前記サッカー・ロッド・ポンプを駆動するインバータと、前記インバータを操作する遠隔監視ユニットと、前記遠隔ユニットに接続された第１無線通信部と、前記無線通信部と無線通信するための第２無線通信部と、前記無線通信部に接続されたコンピュータと、を備えた採油監視システムにおいて、
前記インバータに対して、前記コンピュータから前記第２無線通信部を介して所定の指令を送信し、
前記遠隔監視ユニットが、前記所定の指令を前記第１無線通信部を介して受信し、
前記所定の指令に応じて前記インバータを操作し、
前記操作の結果を前記第１および第２無線通信部を介して前記コンピュータに送信することを特徴とする採油監視方法。
【請求項１６】
前記指令は、所定周期で送信されることを特徴とする請求項１５記載の採油監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強制的に石油回収をするための採油システムおよび採油システムを監視する採油監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石油を地中の油田から採油するとき、まず、自然排油エネルギーのみによる生産や、後述するＥＯＲを伴わない人工採油（ガス・リフト採油、ポンプ採油など）による生産が行われる（一次採収）。【０００３】
その後、その一次採収による生産が減退した後、水や天然ガスを油層に圧入（水攻法、ガス圧入法）することにより、人工的に排油エネルギーを与え、採収率の増加を図る（二次採収）。【０００４】
さらに、二次採収後、地下原油含有層に残存する石油を採油するために人為的に増進回収（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＯｉｌＲｅｃｏｖｅｒｙ）する方法がとられている。増進回収法とは通常の水攻法やガス圧入法で得られるより高い置換効率を目的とした採収法である。増進回収する方法としては、水と石油や重油などの油に界面活性剤を加えミクロエマルションをつくり、これを地下原油含有層に圧入し、原油を回収するミセラー攻法、ポリアクリルアミド、ポリアルキルアクリレート、ポリアルキルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、キサンタンガム等の水溶性ポリマー物質を圧入水に添加して、水の粘度を上げ、石油の採集率を向上させるポリマー攻法が用いられている（例えば、特許文献１参照））。また、微生物を用いた微生物攻法も用いられる。微生物攻法とは、ポリマー、界面活性剤、炭酸ガス、メタンガス、酸等の代謝物を生産する微生物を用いて、上記ＥＯＲ技術と同様の機能を地下原油含有層内で期待するものである（例えば、特許文献２参照）。
このように、従来の採油方法は、採取法を駆使し、効率的な石油の採取を図っている。【０００５】
ところで、石油を採油するためのポンプには、図３に示すようなサッカー・ロッド・ポンプ３００が用いられる。サッカー・ロッド・ポンプ３００は、ロッド３０１の先端にプランジャー（図示しない）を接続してチュービング内に降下し、ロッドを地上設備により上下に動かし、その運動をプランジャーに伝えて採油するものであり、その簡便さのゆえに、陸上油田で最も広範に使用されている（例えば、特許文献３参照）。
サッカー・ロッド・ポンプは、ポンプオフが発生することがあり、このコントロール方法として、所定条件下でポンプオフ発生を検出し、制御する技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１１−２３６５５６号公報（第２−５頁）
【特許文献２】特公平６−１３６９９号公報（第２−９頁）
【特許文献３】特許第３１８４２２９号公報（第９−１７頁、図７）
【特許文献４】ＷＯ００／６６８９２号公報（第９−１７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、油田開発時においてどの原理の採取法をいつの時点で適用すれば総合的な経済性の最も高い生産計画が得られるかが検討されるようになっている。しかし、明確な解を得られない場合もあり、必ずしも最適な生産計画が得られるとは限らなかった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、二次、三次採収において、ポンプオフ信号を利用することで、効率的な採油を行う事ができる採油システムおよび採油監視システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、生産井に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプと、前記サッカー・ロッド・ポンプのポンプオフ信号を検出する信号検出部と、圧入井に設けられて、第二次採収または第三次採収に用いる流体を圧入する圧入ポンプと、を備えた採油システムにおいて、前記信号検出部が検出したポンプオフ信号に基づいて、前記圧入ポンプを運転することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記信号検出部は、前記サッカー・ロッド・ポンプの動力源を駆動するインバータであることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記信号検出部は、前記サッカー・ロッド・ポンプの動力源を駆動するインバータの上位コントローラであることを特徴とするものである。
また、請求項４記載の発明は、前記ポンプオフ信号は、前記圧入ポンプの動力源を駆動するインバータに伝送されることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、前記流体は、水、ガスまたは界面活性剤であることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、前記流体に代えて、微生物としたことを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、生産井に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプと、前記サッカー・ロッド・ポンプのポンプオフ信号を検出する信号検出部と、圧入井に設けられて、第二次採収または第三次採収に用いる流体を圧入する圧入ポンプと、を備えた採油システムにおいて、前記信号検出部が前記ポンプオフ信号を検出し、前記検出されたポンプオフ信号に基づいて、前記圧入ポンプを運転することを特徴とするものである。
また、請求項８に記載の発明は、前記信号検出部は、前記サッカー・ロッド・ポンプの動力源を駆動するインバータであることを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の発明は、前記信号検出部は、前記サッカー・ロッド・ポンプの動力源を駆動するインバータの上位コントローラであることを特徴とするものである。
また、請求項１０に記載の発明は、前記ポンプオフ信号は、前記圧入ポンプの動力源を駆動するインバータに伝送されることを特徴とするものである。
また、請求項１１に記載の発明は、前記流体は、水、ガスまたは界面活性剤であることを特徴とするものである。
また、請求項１２に記載の発明は、前記流体に代えて、微生物としたことを特徴とするものである。
また、請求項１３に記載の発明は、生産井に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプと、前記サッカー・ロッド・ポンプを駆動するインバータと、前記インバータを操作する遠隔監視ユニットと、前記遠隔ユニットに接続された第１無線通信部と、前記無線通信部と無線通信するための第２無線通信部と、前記無線通信部に接続されたコンピュータと、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項１４に記載の発明は、前記指令は、所定周期で送信されることを特徴とするものである。
また、請求項１５に記載の発明は、生産井に設けられて原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプと、前記サッカー・ロッド・ポンプを駆動するインバータと、前記インバータを操作する遠隔監視ユニットと、前記遠隔ユニットに接続された第１無線通信部と、前記無線通信部と無線通信するための第２無線通信部と、前記無線通信部に接続されたコンピュータと、を備えた採油監視システムにおいて、前記インバータに対して、前記コンピュータから前記第２無線通信部を介して所定の指令を送信し、前記遠隔監視ユニットが、前記所定の指令を前記第１無線通信部を介して受信し、前記所定の指令に応じて前記インバータを操作し、前記操作の結果を前記第１および第２無線通信部を介して前記コンピュータに送信することを特徴とするものである。
また、請求項１６に記載の発明は、前記指令は、所定周期で送信されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１乃至１２に記載の発明によると、二次、三次採収において、水、ガス、界面活性剤（流体）または微生物を圧入するポンプと採油を行うサッカー・ロッド・ポンプとをインバータのポンプオフ検出信号を使って協調運転することができるので、効率的な採油が可能となる。
また、請求項１３乃至１６に記載の発明によると、無線通信で監視をしているので、遠隔地で原油の生産、保全管理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施例を示す採油システムの構成図
【図２】本発明の第２実施例を示す採油監視システムの構成図
【図３】従来のサッカー・ロッド・ポンプの説明図
【符号の説明】
【００１０】
１  地下原油含有層（油層）
２  生産井
３  圧入井
１０  サッカー・ロッド・ポンプ
１１  モータ
１２  第１インバータ
２０  圧入ポンプ
２１  モータ
２２  第２インバータ
２３  信号伝送部
５１  通信インターフェース
５２  遠隔監視ユニット
５３  無線通信部
６０  中央監視システム
６１  無線通信部
６２  通信インターフェース
６３  コンピュータ
３００  サッカー・ロッド・ポンプ
３０１  ロッド
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の採油システムの構成図である。以下、採油は、水攻法によるものとして説明するが、二次、三次採収によるものであれば、いずれの攻法にも適用可能である。
図において、１は地下原油含有層（油層）である。２は石油を採収するための坑井である生産井である。３は水を注入するための圧入井である。
１０は原油を汲み上げるサッカー・ロッド・ポンプである。１１はサッカー・ロッド・ポンプ１０の動力源となるモータである。１２はモータ１１を駆動する第１インバータである。第１インバータ１２では、公知の技術によるポンプオフ信号の検出が可能である。
２０は水を注入するための圧入ポンプである。２１は圧入ポンプ２０の動力源となるモータである。２２はモータ２１を駆動する第２インバータである。２３は第１インバータ１２から第２インバータ２２へポンプオフ信号を伝送するための信号伝送部であり、図示しない送信機、信号線および受信機で構成されている。【００１３】
以上のような構成の下、本発明の採油システムの動作について、以下に説明する。
サッカー・ロッド・ポンプ１０で原油を汲み上げつづけると、次第に油層圧力が低下し、採油効率が徐々に低下する。そして、油層圧力が低下すると、ポンプオフが発生しやすい状態となる。
ここで、第１インバータ１２においてポンプオフ信号を検出すると、この信号は信号伝送部２３を介して第２インバータ２２に伝送される。すなわち、第１インバータはポンプオフ信号検出部となっている。第２インバータ２２は、このポンプオフ信号が伝送されると、運転を開始して水（流体）を圧入する。
その結果、油層圧力が回復するので、生産井での安定した採油が可能となるのである。【００１４】
なお、本実施例において、第１インバータがポンプオフを検出しているが、図示しない上位コントローラが検出しても良く、あるいはサッカー・ロッド・ポンプに設けられたセンサにより、直接検出しても良い。また、第１インバータのポンプオフ信号は、第２インバータ２２に直接伝送されているが、ポンプオフ信号に基づいて第２インバータを運転できればよい。すなわち、何らかの手段でポンプオフを検出し、これに基づいて水を圧入すればよい。
さらに、ポンプオフ検出後、すぐに第２インバータを運転を開始せずとも、所定回数検出した後に運転を開始しても良く、単位時間当たりの検出回数が、所定値を超えたときに運転を開始しても良い。【００１５】
以上のように、二次、三次採収において、水、ガス、界面活性剤（流体）または微生物を圧入するポンプと採油を行うサッカー・ロッド・ポンプとをインバータのポンプオフ検出信号を使って協調運転することができるので、効率的な採油が可能となる。
【実施例２】
【００１６】
図２は第２実施例の採油監視システムを示す構成図である。なお、第１実施例と同一のものには、同一の符号を付しているので、説明は省略する。
図において、５１は、通信インターフェースであり、第１インバータ１２が後述する遠隔監視ユニットとの間でデータを送受信するための通信インターフェースカードである。５２は遠隔監視ユニットであり、中央監視システムからの指令を受け取り、指令内容に応じてインバータを操作する。５３は無線通信部であり、無線信号を送受信するためのものである。
６０は中央監視システムであり、無線通信部６１と、通信インターフェース６２と、コンピュータ６３で構成される。【００１７】
以上のような構成の下、コンピュータ６３から所定の指令を送信すると、指令データが無線通信部６１、５３を介して、遠隔監視ユニット５２に伝送される。
遠隔監視ユニット５２は、その指令に応じてインバータを操作し、コンピュータ６３に結果のデータを返す。
例えば、コンピュータ６３から回転数読み出し指令を送信すると、遠隔監視ユニットはインバータが管理している回転数の情報を読み出し、コンピュータ６３に返すのである。
指令を周期的に送信すれば、結果のデータが周期的に得られるので、データのモニタリングが可能となる。
以上のように、コンピュータ６３で定期的にインバータの動作状態を確認し、油田全体の採油量／推移、サッカー・ロッド・ポンプ毎の採油量／推移、稼動状況、保全性（ｍａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ）、アベイラビリティ（ａｂａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）等を監視、管理することができる。【００１８】
なお、本実施例において、通信インターフェースは、第１インバータ内部に設けられているが、外部に設けても良い。【００１９】
このように、無線通信で監視をしているので、遠隔地で原油の生産、保全管理をすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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