(57)【要約】  本発明は、石油製造業に利用され、高粘性油の生産中に、従来の方法によって開発された油井の油得率（ｙｅｉｌｄ）を上昇させる工程の増強を目的とする。本発明の両方の目的は、リザーバーの浸透率の増大、石油の粘度の低下に加えて、化学試薬および蒸気発生器を使用しないことによる環境安全性の向上という技術的効果を有する。上記発明の第１の目的は、油井底部（１０）ゾーンに高パワーの超音波場を印加して、石油の粘度を低下させると共に前記ゾーンを加熱する。上記発明の第２の目的は、地表超音波発生装置と、油井配管の終端に設けられた少なくとも１つの超音波磁歪照射装置を有し、上記配管を加熱する高周波電流を使用して、地表への輸送中に石油の粘度を維持させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高粘性油の生産を増強する装置であって、
３線電気ケーブルの２本のコードによって電気的に相互接続されている、地表超音波発生装置と、油井配管（ＯＷＴ）の終端に設けられた少なくとも１つの超音波磁歪照射装置と、を有する油井底部ゾーンの超音波加振装置と、
地表高周波発生装置と、前記油井配管の全長に沿って設けられ、高周波電流によって前記油井配管を加熱する前記油井配管の加熱用のラインとを有する油井配管加熱装置と、を有し、
前記ラインは前記３線電気ケーブルの第３のコードを有する装置。
【請求項２】
前記油井配管加熱装置は、デイライト地表にある地表高周波発生装置を有し、前記高周波発生装置は、油井のケーシングパイプから電気的に絶縁された前記油井配管に、接地された導線によって電気的に接続されており、前記超音波磁歪照射装置の位置において、前記地表高周波発生装置が、前記３線電気ケーブルの前記第３のコードによって油井配管に接続されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記超音波磁歪照射装置は、前記油井配管の内径に一致する内径を有する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
記超音波磁歪照射装置は中空の円筒形状または同様の形状に作製されている請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記油井配管加熱装置は、前記地表高周波発生装置の１つの出力がデイライト地表上で前記地表超音波発生装置の第１の出力に接続されており、前記第１の出力に接続された前記３線電気ケーブルの１本のコードは、前記２つの発生装置の共通のコードであり、前記地表高周波発生装置の第２の出力は、前記超音波磁歪照射装置の位置において、前記３線電気ケーブルの前記第３のコードによって、前記３線電気ケーブルの前記共通のコードに接続されている請求項３に記載の装置。
【請求項６】
高周波電流による油井配管加熱用の前記ラインは、油井配管に設けられ、前記３線電気ケーブルの前記第３のコードに接続された少なくとも２つのインダクタを更に有する請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記超音波磁歪照射装置は、前記油井配管の内径に一致する内径を有する請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記超音波磁歪照射装置は中空の円筒形状または同様の形状に作製されている請求項７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油製造業に利用され、高粘性油の生産に使用される油井の油得率（ｙｅｉｌｄ）を上昇させる工程を増強することを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
現在、高粘性油の生産工程の増強を可能にするかなり多くの方法および装置が知られている。ほとんどの場合、これらの技術は、層（油井底部ゾーン）と、その層から地表に石油を輸送する輸送系統に作用する物理化学的方法を用いる。特に、油井に様々な薬剤を添加したり、周波数の異なる弾性振動、衝撃波、磁界および電界またはこれらの組合せによって層に作用したりすることが提案されている。一部の例では、弾性振動の発生源と誘導加熱系統を備えた装置が使用されている。
【０００３】
層および油井底部ゾーンでの弾性振動の励振により石油生産を増強する方法が公知である（１９９１年１月３１日発行の米国特許第５，９５０，７２６号）。弾性振動は、油圧振動発生器を用いて、供給する液体の圧を周期的に変えることにより励起される。弾性振動の励振により、石油の粘度が低下し、リザーバーの浸透率が上昇し、油井の産出量が増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この方法の不都合としては、油井の配管による輸送中の石油に与える影響を考慮しておらず、このため当該方法の効率が低下することがある。
【０００５】
ここに提案する本発明の第１の目的の原型は、オイルプールの開発方法であり（２００２年７月１０日発行のロシア国特許第２１８４８４２号）、この文献には、熱源と弾性振動の発生源により生産構成（ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を刺激することが提唱されている。熱源が圧入井内に配置される。熱源による処理は、そのパワーを周期的に変化させて実施する。弾性振動の発生源が、石油生産油井のウェルヘッドの地表に取り付けられる。熱源および弾性振動の発生源は、同じ周波数で動作するが、位相差が周期的に一定とされる。得られる効果は、石油の粘度と、石油および水のリザーバーの相浸透率（ｐｈａｓｅ  ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ）を変えることにより、石油を完全に取り出すことができることにある。
【０００６】
この方法の不都合は、油井配管による輸送中の石油への影響を考慮していないため、その効率が不十分なことである。
【０００７】
誘導油井電気ヒータの使用に関連する高粘性油の生産装置が知られている（２００３年２月１０日発行のロシア国特許第２１９８２８４号）。この装置において、油井配管（ＯＷＴ）がスリットを有する金属リングと嵌め合わされており、これはケースであると同時に磁心でもある。ケースの外表面に巻回された誘導コイルの導線がスリット内を通っている。この装置を使用することにより、電気エネルギーから熱エネルギーへの転換により、抽出中の石油の加熱が可能となる。
【０００８】
この装置の不都合は、層および油井底部ゾーンに存在する石油への付加的な作用を考慮しておらず、装置の効率が低下することにある。
【０００９】
ここに提案する本発明の第２の目的の原型は、熱音響油井装置であり（１９８４年４月１５日発行旧ソビエト連邦特許出願公開第１０８６１３１号）、磁歪照射装置を使用して、超音波によって油井底部ゾーンの油層への加熱と照射を同時に行えるようにするものであり、油井への石油の流入量を増加させる。
【００１０】
この装置の不都合は、処理が油層のみに行われ、ＯＷＴが加熱されないことであり、石油生産中の装置の効率が低下する。
【００１１】
音響油井回収方法および装置の特許出願（米国特許出願公開第１０／６１５，２３０号）は、音響刺激の方法およびそれを実施するための装置を提唱しており、これは、油井内に配置された発電機と振動系とを備える。米国特許出願公開第１０／６１５，２３０号に提案されている方法は、抽出ゾーン内でせん断振動の発生を促進する。高い粘度流体の生産に関する上記出願の不都合は、抽出ゾーンで発生する熱についても、油井配管を通って地表に輸送中に回収される流体の刺激についても考慮していないという事実にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の目的および第２の目的において、リザーバーの浸透率が増大し、石油の粘度が低下することで、石油工業で用いられる従来の方法により、油井の開発中の高粘性油の生産効率が向上すると共に、化学的に活性な薬剤（酸）および蒸気発生器を使用しないことで、環境安全性が向上するという技術的効果が実現される。
【００１３】
本発明の第１の目的、すなわち高粘性油生産の増強のための方法において、特定の技術的効果が以下の方法で実現される。
【００１４】
高粘性油の生産増強方法において、油井底部ゾーンにおける石油の粘度が、そこに印加された強力超音波場の作用によって低下する。更に、刺激された超音波場は、油井底部ゾーンをも加熱をする。得られたこの石油の粘度は、デイライト（ｄａｙｌｉｇｈｔ）への輸送の間も、高周波電流による油井配管（ＯＷＴ）の加熱によって維持される。
【００１５】
本発明の第２の目的、すなわち高粘性油の生産の増強装置において、特定の技術的効果が以下の方法で実現される。
【００１６】
高粘性油の生産の増強装置は、油井底部ゾーンの超音波加振装置を備え、これは、地表超音波発生装置と、油井のケーシングパイプから電気的に絶縁された油井配管（ＯＷＴ）の終端に設けられた少なくとも１つの超音波磁歪照射装置とを有し、これらは３線電気ケーブルの２本のコードによって電気的に相互接続されている。ＯＷＴの加熱装置は、デイライト地表高周波発生装置と、ＯＷＴの全長に沿って設けられ、高周波電流により加熱し、３線電気ケーブルの第３のコードを有するＯＷＴ加熱ラインとからなる。
【００１７】
本発明の実施形態の１つにおいて、ＯＷＴ加熱装置のデイライト地表高周波発生装置は、接地された導線によってＯＷＴに電気的に接続されている。ＯＷＴは、油井のケーシングパイプから電気的に絶縁されている。超音波放射装置の位置において、地表高周波発生装置は、３線電気ケーブルの第３のコードによってＯＷＴに接続されている。
【００１８】
本発明の他の実施形態において、ＯＷＴ加熱装置のデイライト地表高周波発生装置の出力の１つが、地表超音波発生装置の出力の１つに接続されており、この出力に接続されている３線電気ケーブルのコードは、この２つの発生装置の共通のコードである。これに関して、地表デイライト高周波発生装置の第２の出力は、超音波磁歪照射装置が位置する場所で、３線電気ケーブルの第３のコードによって、３線電気ケーブルの共通のコードに接続されている。
【００１９】
そのうえ、ＯＷＴ加熱ラインは、高周波電流によって、ＯＷＴ上に設けられ、３線電気ケーブルの第３のコードに接続されている少なくとも２つのインダクタを更に有する。
【００２０】
これに関して、超音波磁歪照射装置は、中空の円筒形状に作製されており、その内径はＯＷＴの内径に一致している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明が、模式図で図１〜４に示されており、これらの図面において、高粘性油の生産増強方法を実施するための装置が、高周波電流によるＯＷＴ加熱装置の加熱ラインの接続方法を変えて示されている。
【００２２】
図１は、デイライトレベル１における油井および地表装置２０（地表超音波発生装置３およびデイライト地表高局波発生装置１０を備える）と、油井配管５の終端にある超音波磁歪照射装置４の一般的な構造を示し、これらは３線電気ケーブル９によって接続されている。
【００２３】
図２には、デイライトレベル１、層リザーバー２、油井底部ゾーンの超音波加振装置が示されており、この超音波加振装置は、地表超音波発生装置３と、ＯＷＴ５の終端に設けられた少なくとも１つの超音波磁歪照射装置４を有する。
【００２４】
超音波磁歪照射装置４は、中空の円筒形状に作製されており、その内径はＯＷＴの内径に一致している。
【００２５】
地表超音波発生装置３と超音波磁歪照射装置４は、３線電気ケーブル９の２本のコード７，８によって電気的に相互接続されている。
【００２６】
ＯＷＴ加熱装置は、地表高周波発生装置１０と、３線電気ケーブル９の第３のコード１１を有する、ＯＷＴ５の全長に沿って設けられ、高周波電流により加熱されるＯＷＴ加熱装置ラインとからなる。
【００２７】
本発明の実施形態の１つ（図２）では、高周波電流によるＯＷＴ５の加熱ラインにおいて、地表高周波発生装置１０の出力の１つが、デイライト地表１上で接地された導線１２によってＯＷＴ５に電気的に接続されている。地表高周波発生装置１０のほかの出力は、油井のケーブル９の第３のコード１１によって、油井底部ゾーンの超音波磁歪照射装置４が位置する場所で、ＯＷＴ５に直接接続されている。ＯＷＴ５は、絶縁体１３を用いて油井ケーシングパイプ６から電気的に絶縁されている。
【００２８】
図３に示す場合では、高周波電流によるＯＷＴ５の加熱ラインにおいて、地表高周波発生装置１０の出力の１つが、デイライト地表１上で地表超音波発生装置３の出力の１つに接続されており、この出力に接続されている３線ケーブル９のコード８は、発生装置３と発生装置１０の共通のコードである。これに関して、地表高周波発生装置１０の第２の出力は、油井底部ゾーンの超音波磁歪照射装置４が位置する場所で、ケーブル９の第３のコード１１によって、ケーブル９の共通のコード８に接続されている。
【００２９】
ＯＷＴ５をより集中的に加熱し、これにより石油の輸送を促進させる高周波電流によるＯＷＴ加熱用のラインは、ＯＷＴ５上に設けられ、ケーブル９の第３のコード１１に接続されている少なくとも２つのインダクタ１４，１５（図４）を更に備えていてもよい。
【００３０】
本方法を実施する例を以下に示す。
【００３１】
地表超音波発生装置３からの強力な超音波振動が、３線ケーブル９のコード７，８を通って超音波磁歪照射装置４に伝えられる。地表超音波発生装置３が発生させる超音波振動のパワーは、生産する石油の粘度および量によって変わる。超音波振動のパワーを調整することによって、石油生産の工程の最適化を実現できる。
【００３２】
層が厚く、粘度が高く、石油の生産量が高いと、超音波照射装置の台数は、１台からそれ以上に増える。層厚が２０ｍを超え、浸透率が２０ミリダルシー未満、空隙率が２０％未満、イールド１５〜２０トン／日、および粘度が約５０センチポアズの場合、少なくとも２台の強力な照射装置を取り付ける必要がある。
【００３３】
磁歪照射装置による超音波場の刺激下では、以下が得られる。
−超音波場内の油井底部ゾーンでの熱および物質移動の過程が促進される。
−超音波場内で石油の油粘度が低下する（自由空間では約３０％、多孔質の媒質内では音響毛細管作用（ｓｏｎｏｃａｐｉｌｌａｒｙ）によりこの度合いが実質的に大きくなる。粘度の低下の度合いは、媒質の空隙率の特徴と超音波場のパラメータによって決まる。）。
−磁歪照射装置の効率が５０％を超えないため、磁歪照射装置のエネルギー損により油井底部ゾーンが加熱され、油井底部ゾーンへの熱移動が起こる。
−圧電セラミックスを使用した場合と比べてキュリー点が上昇する結果、磁歪照射装置を電気音響トランスデューサとして使用し、これにより、本方法を実施するための動作温度を実質的に上げることができる。
【００３４】
油井底部ゾーンから油がＯＷＴ５に入る。ＯＷＴ５は、以下のようにして高周波電流によって加熱される。
【００３５】
ケーブル９の第３のコード１１からＯＷＴ５への接続が直接行われるか、共通のコード８を介して行われる第１の場合と第２の場合のいずれにおいても、誘導加熱は、高周波電流によって生じる。
【００３６】
第１の場合（図２）では、デイライト地表高局波発生装置１０からの高周波電流が、直接第３のコード１１を介してＯＷＴ５に達し、これを加熱する。しかし、この場合、絶縁体１３を用いて、ＯＷＴ５をケーシングパイプ６から絶縁する必要がある。この方法は、石油抽出に不利な条件で使用されうる。
【００３７】
第２の場合（図３）では、デイライト地表高局波発生装置１０からの高周波電流が、第３のコード１１と共通のコード８の接合を介してＯＷＴ５に達し、これを加熱する。この場合にはＯＷＴ５の絶縁は不要である。この場合は容易に実施できるが、ケーブルの温度安定性のため、石油生産の温度条件を上げる上限があり、この関係で石油生産の悪条件が少ない場合に望ましい。
【００３８】
石油生産の最悪の条件下では、ＯＷＴ５を更に加熱することが適切であり、これは、インダクタ１４，１５を用いて実施される。
【００３９】
このようにして加熱される配管によって輸送される石油は、低い粘度を保持し、このため石油生産の効率が向上する。
【００４０】
ここに提案する本発明では、リザーバーの浸透率が増大して、石油の粘度が減少し、これにより石油生産の効率が向上することに加え、環境安全性の向上が実現するが、これには以下が寄与している。
【００４１】
超音波と熱処理を組み合わせることで、油井底部ゾーンにおいて石油の粘度が低下すること。
【００４２】
高周波電流によるＯＷＴの加熱により、ＯＷＴ内の石油の粘度が低下すること。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】油井の一般的な構造を示す。
【図２】高粘性油の生産増強方法を実施するための装置を示す。
【図３】共通のコードを使用して高粘性油の生産増強方法１５を実施するための装置を示す。
【図４】共通のコードおよびインダクタを使用して高粘性油の生産増強方法を実施するための装置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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