(57)【要約】【課題】炭化水素の貯留層へのマイクロバブルの導入に要するコストを低減させる。【解決手段】バブル導入システムＳ１は、炭化水素の貯留層Ｒに注入する液を取得する液取得部１と、貯留層Ｒに注入するガスを取得するガス取得部２と、液取得部１が取得した液と、ガス取得部２が取得したガスとを混合することにより、ガスが溶解した飽和溶液及びガスのバブルを含むバブル液の少なくとも一つを含む注入流体を生成する注入流体生成部５と、注入流体を地上から貯留層Ｒに導入する導入部６と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素の貯留層に注入する液を取得する液取得部と、
前記貯留層に注入するガスを取得するガス取得部と、
前記液取得部が取得した前記液と、前記ガス取得部が取得した前記ガスとを混合することにより、前記ガスが溶解した飽和溶液及び前記ガスのバブルを含むバブル液の少なくとも一つを含む注入流体を生成する注入流体生成部と、
前記注入流体を地上から前記貯留層に導入する導入部と、
を備えることを特徴とするバブル導入システム。
【請求項２】
前記注入流体生成部は、前記ガス取得部において加圧された後の前記ガスと、前記液取得部において加圧された後の前記液とを混合することを特徴とする、
請求項１に記載のバブル導入システム。
【請求項３】
前記ガス取得部から前記注入流体生成部に流入する前記ガスの流量を調整するガス流量調整部と、
前記液取得部から前記注入流体生成部に流入する前記液の流量を調整する液流量調整部と、
をさらに備えることを特徴とする、
請求項１又は２に記載のバブル導入システム。
【請求項４】
前記貯留層近傍の前記注入流体の圧力を測定する圧力測定部をさらに備え、
前記ガス流量調整部は、前記圧力測定部が測定した前記圧力に基づいて、前記ガスの流量を調整し、
前記液流量調整部は、前記圧力測定部が測定した前記圧力に基づいて、前記液の流量を調整することを特徴とする、
請求項３に記載のバブル導入システム。
【請求項５】
前記貯留層近傍の前記注入流体の圧力を測定する圧力測定部と、
前記圧力測定部が測定した前記圧力に基づいて前記注入流体生成部の内部の圧力を調整する圧力調整部と、
をさらに有することを特徴とする、
請求項１から３のいずれか一項に記載のバブル導入システム。
【請求項６】
前記貯留層近傍の前記注入流体の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部が測定した前記温度に基づいて前記注入流体生成部の内部の温度を調整する温度調整部と、
をさらに有することを特徴とする、
請求項１から３のいずれか一項に記載のバブル導入システム。
【請求項７】
前記注入流体生成部は、
前記ガス取得部が取得した前記ガスを通す複数の細孔を有する細孔部と、
前記細孔部を通してせん断された後のガスと前記液取得部が取得した前記液とを収容する収容部と、
を有することと特徴とする、
請求項１から６のいずれか一項に記載のバブル導入システム。
【請求項８】
前記注入流体生成部は、
前記ガス取得部が取得したガス及び前記液取得部が取得した液を混合した流体をせん断するせん断部と、
前記せん断部が前記流体をせん断することにより生成された前記注入流体を収容する収容部と、
を有することを特徴とする、
請求項１から６のいずれか一項に記載のバブル導入システム。
【請求項９】
前記注入流体生成部が、前記収容部に収容された前記注入流体の一部を前記せん断部に導入することにより前記注入流体を循環させる循環部をさらに有することを特徴とする、
請求項８に記載のバブル導入システム。
【請求項１０】
前記注入流体生成部は、
前記液取得部が取得した液に前記ガス取得部が取得したガスを溶解させた溶液を生成する溶解部と、
前記溶解部が生成した前記溶液を減圧することにより前記注入流体を生成する減圧部と、
前記減圧部が前記溶液を減圧することにより生成された前記注入流体を収容する収容部と、
を有することを特徴とする、
請求項１から６のいずれか一項に記載のバブル導入システム。
【請求項１１】
前記注入流体生成部が、前記収容部に収容された前記注入流体の一部を前記減圧部に導入することにより前記注入流体を循環させる循環部をさらに有することを特徴とする、
請求項１０に記載のバブル導入システム。
【請求項１２】
前記導入部が、前記注入流体を減圧する減圧部を有することを特徴とする、
請求項１から７のいずれか一項に記載のバブル導入システム。
【請求項１３】
前記減圧部は、前記導入部の前記注入流体が通る領域の面積を、前記注入流体が前記減圧部に到達する前に前記注入流体が通る領域の面積よりも小さくした減圧構造部を備え、前記減圧部を通過した後の注入流体を減圧することを特徴とする、
請求項１２に記載のバブル導入システム。
【請求項１４】
前記減圧部は、前記注入流体を前記導入部から前記貯留層へ導出する導出口を備え、前記導出口から注入流体が導出されたときに注入流体が減圧されることを特徴とする、
請求項１２又は１３に記載のバブル導入システム。
【請求項１５】
前記注入流体生成部は、塩分と界面活性剤の少なくとも１つを含む前記注入流体を生成することを特徴とする、
請求項１から１４のいずれか一項に記載のバブル導入システム。
【請求項１６】
炭化水素の貯留層に注入する液を取得する工程と、
前記貯留層に注入するガスを取得する工程と、
取得した前記液と前記ガスとを混合することにより、前記ガスが溶解した飽和溶液及び前記ガスのバブルを含むバブル液の少なくとも一つを含む注入流体を生成する工程と、
前記注入流体を地上から前記貯留層に導入する工程と、
を有することを特徴とするバブル導入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素の貯留層にバブルを注入するためのバブル導入システム及びバブル導入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油田における原油回収効率を高める方法として、油層にバブルを圧入することにより原油を回収するバブル圧入攻法が知られている。特許文献１には、ガスと水とを混合することにより生成したバブルを油層に注入し、バブルによって追い出された原油を回収する原油回収方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術においては、注入ガスを注入水に混合した溶液を収容した容器を高速旋回することによりバブルを発生するバブル化装置を圧入井内に設置し、バブル化装置において発生したバブルを貯留層付近にまで圧送する。しかしながら、圧入井内で高速旋回するバブル発生装置は構造が複雑でコストが高く、故障した際のメンテナンスも容易でないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、炭化水素の貯留層へのマイクロバブルの導入に要するコストを低減させることができるバブル導入システム及びバブル導入方法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】
【０００６】
本発明の第１の態様においては、炭化水素の貯留層に注入する液を取得する液取得部と、前記貯留層に注入するガスを取得するガス取得部と、前記液取得部が取得した前記液と、前記ガス取得部が取得した前記ガスとを混合することにより、前記ガスが溶解した飽和溶液及び前記ガスのバブルを含むバブル液の少なくとも一つを含む注入流体を生成する注入流体生成部と、前記注入流体を地上から前記貯留層に導入する導入部と、を備えることを特徴とするバブル導入システムを提供する。
【０００７】
前記注入流体生成部は、前記ガス取得部において加圧された後の前記ガスと、前記液取得部において加圧された後の前記液とを混合してもよい。
【０００８】
バブル導入システムは、前記ガス取得部から前記注入流体生成部に流入する前記ガスの流量を調整するガス流量調整部と、前記液取得部から前記注入流体生成部に流入する前記液の流量を調整する液流量調整部と、をさらに備えてもよい。
【０００９】
バブル導入システムは、前記貯留層近傍の前記注入流体の圧力を測定する圧力測定部をさらに備え、前記ガス流量調整部は、前記圧力測定部が測定した前記圧力に基づいて、前記ガスの流量を調整し、前記液流量調整部は、前記圧力測定部が測定した前記圧力に基づいて、前記液の流量を調整してもよい。
【００１０】
バブル導入システムは、前記貯留層近傍の前記注入流体の圧力を測定する圧力測定部と、前記圧力測定部が測定した前記圧力に基づいて前記注入流体生成部の内部の圧力を調整する圧力調整部と、をさらに有してもよい。
【００１１】
バブル導入システムは、前記貯留層近傍の前記注入流体の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部が測定した前記温度に基づいて前記注入流体生成部の内部の温度を調整する温度調整部と、をさらに有してもよい。
【００１２】
前記注入流体生成部は、前記ガス取得部が取得した前記ガスを通す複数の細孔を有する細孔部と、前記細孔部を通してせん断された後のガスと前記液取得部が取得した前記液とを収容する収容部と、を有してもよい。
【００１３】
前記注入流体生成部は、前記ガス取得部が取得したガス及び前記液取得部が取得した液を混合した流体をせん断するせん断部と、前記せん断部が前記流体をせん断することにより生成された前記注入流体を収容する収容部と、を有してもよい。
【００１４】
前記注入流体生成部が、前記収容部に収容された前記注入流体の一部を前記せん断部に導入することにより前記注入流体を循環させる循環部をさらに有してもよい。
【００１５】
前記注入流体生成部は、前記液取得部が取得した液に前記ガス取得部が取得したガスを溶解させた溶液を生成する溶解部と、前記溶解部が生成した前記溶液を減圧することにより前記注入流体を生成する減圧部と、前記減圧部が前記溶液を減圧することにより生成された前記注入流体を収容する収容部と、を有してもよい。
【００１６】
バブル導入システムは、前記注入流体生成部が、前記収容部に収容された前記注入流体の一部を前記減圧部に導入することにより前記注入流体を循環させる循環部をさらに有してもよい。
【００１７】
前記導入部が、前記注入流体を減圧する減圧部を有してもよい。
【００１８】
前記減圧部は、前記導入部の前記注入流体が通る領域の面積を、前記注入流体が前記減圧部に到達する前に前記注入流体が通る領域の面積よりも小さくした減圧構造部を備え、前記減圧構造部を通過した後の前記注入流体を減圧するように構成してもよい。また、前記減圧部は、前記注入流体を前記導入部から前記貯留層へ導出する導出口を備え、前記導出口から注入流体が導出されたときに注入流体が減圧される構成としてもよい。なお、前記減圧部は、前記減圧構造部および前記導出口の双方で注入流体が減圧される構成としてもよい。
【００１９】
また、前記注入流体生成部は、塩分と界面活性剤の少なくとも１つを含む前記注入流体を生成してもよい。
【００２０】
本発明の第２の態様においては、炭化水素の貯留層に注入する液を取得する工程と、前記貯留層に注入するガスを取得する工程と、取得した前記液と前記ガスとを混合することにより、前記ガスが溶解した飽和溶液及び前記ガスのバブルを含むバブル液の少なくとも一つを含む注入流体を生成する工程と、前記注入流体を地上から前記貯留層に導入する工程と、を有することを特徴とするバブル導入方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、炭化水素の貯留層へのマイクロバブルの導入に要するコストを低減させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】バブル導入システムＳの概要を説明するための図である。
【図２】マイクロバブルの発生原理について説明するための図である。
【図３】本明細書において説明する６つの実施形態の特徴を示す表である。
【図４】第１の実施形態に係るバブル導入システムＳ１の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係るバブル導入システムＳ２の構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態に係るバブル導入システムＳ３の構成を示す図である。
【図７】第４の実施形態に係るバブル導入システムＳ４の構成を示す図である。
【図８】第５の実施形態に係るバブル導入システムＳ５の構成を示す図である。
【図９】第６の実施形態に係るバブル導入システムＳ６の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［バブル導入システムＳの概要］
図１は、バブル導入システムＳの概要を説明するための図である。バブル導入システムＳは、注入流体製造設備１００と、導入管２００とを有する。注入流体製造設備１００は、ガス（常温、常圧でガスである流体、例えば二酸化炭素、メタンなど）と液（例えば原油や天然ガスの生産に伴い副次的に生産される地層水を含む流体）とを混合することにより、ガスが溶解した飽和溶液及びガスのバブル（泡）を含むマイクロバブル液の少なくとも一つを含む注入流体を製造する設備である。ガスのバブルは、例えば粒径が１００μｍ以下の泡あるいはガスの分散体であり、本明細書においてはマイクロバブルと称する。ただし、バブル導入システムＳは、粒径が１００μｍよりも大きな泡を含むバブル液を製造してもよい。
【００２４】
飽和溶液は、液に対するガスの飽和溶解度あるいは飽和溶解度付近までガスが溶解している溶液であり、バブルが分散していない状態の溶液である。
【００２５】
注入流体製造設備１００は、例えば、海底面よりも高い位置に設置されている。海底面よりも高い位置とは、地上（すなわち陸上）、海底面上（すなわち海底上）、水上（すなわち淡水の水面上）、又は海上の任意の位置である。図１においては、注入流体製造設備１００が海底面上に設置されているように描かれているが、注入流体製造設備１００は、例えば陸上に設置されており、注入流体製造設備１００と導入管２００との間が、輸送管により接続されていてもよい。
【００２６】
導入管２００は、注入流体製造設備１００において製造された注入流体を地下の貯留層Ｒ付近まで輸送するための管であり、例えば金属製である。貯留層Ｒは、地中における原油や天然ガス等の炭化水素が多く含まれている層であり、例えば、地下数百メートル〜数千メートル付近に存在する。導入管２００は、円筒形状の金属製のケーシング管Ｃに収容されている。
【００２７】
図２は、温度Ｔ１と温度Ｔ１よりも低い温度Ｔ２における圧力と二酸化炭素の水に対する溶解度との関係を示す図であり、温度が低ければ低いほど、また圧力が高ければ高いほど、二酸化炭素の水に対する溶解度が上がることを示している。この温度と圧力の変化によって溶解度の差を生じることを利用し、注入流体製造設備１００から放出する際の注入流体の温度と圧力の少なくとも一方を制御することにより、マイクロバブルの発生量を制御することができることがわかる。
【００２８】
以下、バブル導入システムＳの具体的な構成及び動作について詳細に説明する。
図３は、本明細書において説明する６つの実施形態の特徴を示す表である。第１の実施形態〜第３の実施形態においては、海底面より高い位置においてマイクロバブルを発生させる。第４の実施形態〜第６の実施形態においては、海底面より高い位置において飽和溶液を生成し、地下においてマイクロバブルを発生させる。第１の実施形態〜第３の実施形態は、マイクロバブルの発生方法がそれぞれ異なり、第４の実施形態〜第６の実施形態は、飽和溶液の製造方法がそれぞれ異なる。
【００２９】
＜第１の実施形態＞
［バブル導入システムＳ１の構成］
図４は、第１の実施形態に係るバブル導入システムＳ１の構成を示す図である。バブル導入システムＳ１は、液取得部１と、ガス取得部２と、流量調整部３と、流量調整部４と、注入流体生成部５と、導入部６と、制御装置７を備える。導入部６のうち地下に設置される部分は、図１における導入管２００に対応する。バブル導入システムＳ１の他の部分は、図１における注入流体製造設備１００に対応する。
【００３０】
液取得部１は、貯留層Ｒに注入する液Ｌを取得し、取得した液Ｌを加圧する。液取得部１は、加圧後の液Ｌを流量調整部３に送る。液Ｌは、マイクロバブルを発生させるためのガスの溶媒となる液である。
ガス取得部２は、貯留層Ｒに注入するガスＧを取得し、取得したガスＧを加圧する。ガス取得部２は、加圧後のガスＧを流量調整部４に送る。
【００３１】
流量調整部３は、液取得部１から注入流体生成部５に流入する液Ｌの流量を調整するバルブである。流量調整部４は、ガス取得部２から注入流体生成部５に流入するガスＧの流量を調整するバルブである。流量調整部３及び流量調整部４は、制御装置７の制御に基づいて、流量を調整することができる。例えば、流量調整部３及び流量調整部４は、貯留層Ｒの位置における圧力に基づいて、液Ｌの流量及びガスＧの流量を調整する。
【００３２】
注入流体生成部５は、液取得部１が取得して加圧した液Ｌとガス取得部２が取得した加圧したガスＧとを混合することにより、ガスＧのマイクロバブルを含むマイクロバブル液を注入流体として生成する注入流体生成部である。注入流体生成部５は、製造タンク５１と、細孔部５２と、圧力センサ５３と、温度センサ５４と、圧力調整部５５と、温度調整部５６とを有する。
【００３３】
製造タンク５１は、細孔部５２を通してせん断された後のガスＧと液取得部１が取得した液Ｌとを収容する収容部である。製造タンク５１においては、液Ｌと、細孔部５２によりせん断されたガスＧとが混合されることで、液ＬにガスＧのマイクロバブルが発生したマイクロバブル液が生成される。製造タンク５１は、圧力調整部５５及び温度調整部５６の制御に基づいて、内部の圧力及び温度を調整することができる。製造タンク５１は、制御装置７からの指示に基づいて圧力及び温度を調整することで、所望の量のマイクロバブルを含むマイクロバブル液を生成することができる。製造タンク５１は、生成したマイクロバブル液を導入部６に送る。
【００３４】
細孔部５２は、ガス取得部２が取得したガスＧを通す複数の細孔を有する多孔質部材であり、例えばポーラスフィルターである。細孔部５２は、例えば直径が１００μｍ以下の細孔を有することにより、ガスＧをせん断する。細孔部５２は、製造タンク５１においてガスＧが流入する口に設けられており、細孔部５２がガスＧをせん断してからガスＧを製造タンク５１に流入させることにより、製造タンク５１において、液ＬにガスＧのマイクロバブルを発生させる。
【００３５】
圧力センサ５３は、製造タンク５１の内部の圧力を検出する。圧力センサ５３は、検出した圧力を圧力調整部５５に通知する。温度センサ５４は、製造タンク５１の内部の温度を検出する。温度センサ５４は、検出した温度を圧力調整部５５に通知する。
【００３６】
圧力調整部５５は、制御装置７から指示された目標圧力値（例えば、貯留層Ｒの位置の圧力に基づいて定められる目標となる圧力値）、及び圧力センサ５３から入力された圧力値に基づいて、製造タンク５１の内部の圧力を制御する。圧力調整部５５は、圧力センサ５３から入力された圧力値に基づく量のマイクロバブル液を製造タンク５１から取り出すことにより、製造タンク５１の内部の圧力を調整することができる。
【００３７】
圧力調整部５５は、例えば、製造タンク５１から取り出すマイクロバブル液の量を、流量調整部３及び流量調整部４から製造タンク５１に流入する液Ｌ及びガスＧの量から導入部６に放出されるマイクロバブル液の量を減算した差分量よりも少なくすることで、製造タンク５１の内部圧力を高くすることができる。逆に、圧力調整部５５は、製造タンク５１から取り出すマイクロバブル液の量を差分量よりも多くすることで、製造タンク５１の内部圧力を下げることができる。
【００３８】
温度調整部５６は、制御装置７から指示された目標温度値（例えば、貯留層Ｒの位置の温度に基づいて定められる目標となる温度値）、及び温度センサ５４から入力された温度値に基づいて、製造タンク５１の内部の温度を制御する。温度調整部５６は、例えば、製造タンク５１から取り出した溶液を、温度センサ５４から入力された温度値に基づく温度に調整してから製造タンク５１に戻すことで、製造タンク５１の内部の溶液の温度を変化させることができる。
【００３９】
導入部６は、製造タンク５１において製造された注入流体を海底面より高い位置から貯留層Ｒに導入するための装置及び管を有する。注入流体生成部５において生成されたマイクロバブル液は、導入部６によって貯留層Ｒの付近にまで圧入される。
【００４０】
導入部６は、輸送管６１と、流量制御装置６２と、導入管６３と、阻止部６４と、圧力センサ６５と、温度センサ６６とを有する。
輸送管６１は、製造タンク５１において製造された注入流体を取得するための管である。
【００４１】
流量制御装置６２は、貯留層Ｒに導入する注入流体の量を制御する装置であり、複数のバルブを有する。流量制御装置６２は、制御装置７からの制御に基づいてバブルの開度を調整することにより、貯留層Ｒに導入する注入流体の量を制御する。
【００４２】
導入管６３は、図１における導入管２００に対応しており、ケーシング管Ｃの内部に設置されている。導入管６３は、流量制御装置６２が注入流体を放出する口に接続されており、流量制御装置６２から放出された注入流体を貯留層Ｒの付近にまで導入する。
【００４３】
阻止部６４は、貯留層Ｒよりも高い位置におけるケーシング管Ｃの内壁と導入管６３の外壁との間に設けられており、貯留層Ｒ付近の流体が阻止部６４よりも上に上昇しないように、ケーシング管Ｃと導入管６３との間を閉塞する。阻止部６４は、例えば、硬質ゴム製のパッカー（パッキング装置）である。
【００４４】
圧力センサ６５は、例えば貯留層Ｒの近傍における注入流体の圧力を測定する圧力測定部である。圧力センサ６５は、測定した圧力を制御装置７に通知する。温度センサ６６は、例えば貯留層Ｒの近傍における注入流体の温度を測定する温度測定部である。温度センサ６６は、測定した温度を制御装置７に通知する。
【００４５】
制御装置７は、例えば制御室に設置されたコンピュータである。制御装置７は、圧力センサ６５から通知された例えば貯留層Ｒの付近における注入流体の圧力、及び温度センサ６６から通知された例えば貯留層Ｒの付近における注入流体の温度に基づいて、注入流体生成部５を制御する。制御装置７は、例えば、図２に示した圧力と溶解度との関係に基づいて、予め設定されたマイクロバブルの目標発生量に相当する量のマイクロバブルが発生するように、注入流体生成部５の内部の圧力及び温度を制御する。
【００４６】
［マイクロバブルの発生量の増加方法］
バブル導入システムＳ１は、上記の構成により製造タンク５１内でマイクロバブルを生成し、生成したマイクロバブルを貯留層Ｒ付近にまで導入することで、マイクロバブルを貯留層Ｒに注入することができる。効率よく多量のマイクロバブルを貯留層Ｒに注入するには、製造タンク５１内で生成したマイクロバブルを消滅させることなく貯留層Ｒ付近にまで導入することが求められる。
【００４７】
そこで、製造タンク５１において、塩分又は界面活性剤などを含む液ＬをガスＧと混合することにより、注入流体としてのマイクロバブル液を生成することが好ましい。この際、例えば制御装置７の制御に基づいて、液取得部１で加圧した液Ｌの塩分濃度に基づいて定められる量の塩分又は界面活性剤などを製造タンク５１に投入してもよい。
【００４８】
［第１の実施形態のバブル導入システムＳ１による効果］
以上説明したように、バブル導入システムＳ１は、注入流体生成部５において、液Ｌとせん断されたガスＧとを混合することによりマイクロバブル液を生成する。そして、バブル導入システムＳ１は、導入部６を介して、生成したマイクロバブル液を貯留層Ｒ付近に導入し、貯留層Ｒにマイクロバブルを注入することができる。このようにすることで、地下の圧入井内にマイクロバブルを発生させるための装置を設ける必要がないので、圧入井の構造を簡易にできるとともに、メンテナンスを容易にし、設備の運用費用を低減することができる。その結果、貯留層Ｒへのマイクロバブルの導入に要するコストを低減することができる。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
図５は、第２の実施形態に係るバブル導入システムＳ２の構成を示す図である。バブル導入システムＳ２は、注入流体生成部５が、細孔部５２の代わりにせん断部５７及び再循環部５８を有する点で図４に示したバブル導入システムＳ１と異なり、他の点で同じである。
【００５０】
せん断部５７は、流量調整部３を介して液Ｌを取得するとともに、流量調整部４を介してガスＧを取得し、取得した液Ｌ及びガスＧを混合した流体をせん断することにより、マイクロバブル液を生成する。せん断部５７は、混合液をせん断できる限りにおいて、任意の内部構造とすることができる。せん断部５７は、例えば、第１の実施形態における細孔部５２と同様の細孔を有するフィルタを有してもよく、混合液を撹拌する撹拌部を有してもよい。
【００５１】
せん断部５７が生成したマイクロバブル液は、製造タンク５１に送られる。製造タンク５１は、せん断部５７が生成したマイクロバブル液を注入流体として収容する。第１の実施形態のバブル導入システムＳ１と同様に、製造タンク５１の内部は、制御装置７の制御によって適切な圧力及び温度に維持される。
【００５２】
再循環部５８は、製造タンク５１に収容されたマイクロバブル液の一部を取り出してせん断部５７に導入することによりマイクロバブル液を循環させるためのポンプを有する。再循環部５８は、例えば製造タンク５１内のマイクロバブルの量又はマイクロバブルの目標発生量に基づいて、制御装置７からの指示により定められる量のマイクロバブル液を再循環させる。
【００５３】
バブル導入システムＳ２においては、再循環部５８がマイクロバブル液を再循環させることで、製造タンク５１内のマイクロバブル液におけるマイクロバブルの量が減った場合に、せん断部５７によってマイクロバブル液をせん断することにより新たにマイクロバブルを発生させることができる。
【００５４】
＜第３の実施形態＞
図６は、第３の実施形態に係るバブル導入システムＳ３の構成を示す図である。バブル導入システムＳ３は、流量調整部３及び流量調整部４と注入流体生成部５との間に溶解部９を有する点で、図４に示したバブル導入システムＳ１と異なる。また、バブル導入システムＳ３は、注入流体生成部５が細孔部５２の代わりに再循環部５８、減圧部５９及び圧力センサ５９１を有する点でもバブル導入システムＳ１と異なる。
【００５５】
溶解部９は、液取得部１が取得した液Ｌに、ガス取得部２が取得したガスＧを溶解させた溶液を生成する。溶解部９は、溶解タンク９１と、圧力センサ９２と、温度センサ９３と、圧力調整部９４と、温度調整部９５とを有する。
【００５６】
溶解タンク９１は、液ＬにガスＧを溶解させて飽和溶液を生成するためのタンクである。圧力センサ９２は、溶解タンク９１の内部の圧力を検出する。圧力センサ９２は、検出した圧力を圧力調整部９４に通知する。温度センサ９３は、溶解タンク９１の内部の温度を検出する。温度センサ９３は、検出した温度を温度調整部９５に通知する。
【００５７】
圧力調整部９４は、制御装置７から指示された目標圧力値、及び圧力センサ９２から入力された圧力値に基づいて、溶解タンク９１の内部の圧力を制御する。圧力調整部９４は、例えば、流量調整部３から流入する液ＬとガスＧとの合計量よりも少ない量の混合溶液を取り出すことで、溶解タンク９１の内部の圧力を高めて、ガスＧの溶解度を高めることができる。
【００５８】
温度調整部９５は、制御装置７から指示された目標温度値、及び温度センサ９３から入力された温度値に基づいて、溶解タンク９１の内部の温度を制御する。温度調整部９５は、例えば、溶解タンク９１から取り出した溶液を、温度センサ９３から入力された温度値に基づく温度に調整してから溶解タンク９１に戻すことで、溶解タンク９１の内部の溶液の温度を変化させることができる。温度調整部９５は、内部の温度を低くすることで、ガスＧの溶解度を高めることができる。
【００５９】
溶解タンク９１で生成された飽和溶液は、注入流体生成部５が有する減圧部５９に送られる。減圧部５９は、溶解部９が生成した溶液を減圧することにより、ガスＧのマイクロバブルを含む注入流体を生成する。減圧部５９は、例えば、オリフィス、ノズル又は弁などにより構成され、圧力を低下させた後の飽和溶液を製造タンク５１に送る。
【００６０】
減圧部５９は、製造タンク５１に飽和溶液を送る流路に設けられた圧力センサ５９１により検出された圧力に基づいて、減圧部５９の内部の圧力を調整する。減圧部５９が飽和溶液の圧力を下げることにより、液Ｌに溶解していたガスＧがマイクロバブル化し、マイクロバブルを含むマイクロバブル液が製造タンク５１に送られる。製造タンク５１は、減圧部５９が溶液を減圧することにより生成されたマイクロバブル液を注入流体として収容する。
【００６１】
再循環部５８は、第２の実施形態のバブル導入システムＳ２における再循環部５８と同等の構成を有する。再循環部５８は、製造タンク５１内のマイクロバブル液の一部を取り出して減圧部５９に導入してマイクロバブル液を循環させるためのポンプを有する。再循環部５８は、例えば製造タンク５１内のマイクロバブルの量又はマイクロバブルの目標発生量に基づいて、制御装置７からの指示により定められる量のマイクロバブル液を再循環させる。
【００６２】
バブル導入システムＳ３においては、再循環部５８がマイクロバブル液を再循環させることで、製造タンク５１内のマイクロバブル液におけるマイクロバブルの量が減った場合に、減圧部５９によって新たにマイクロバブルを発生させることができる。したがって、バブル導入システムＳ３は、マイクロバブルを安定的に発生させることができる。また、バブル導入システムＳ３は、マイクロバブルの濃度を向上させることができる。
【００６３】
＜第４の実施形態＞
図７は、第４の実施形態に係るバブル導入システムＳ４の構成を示す図である。バブル導入システムＳ４は、図４に示した第１の実施形態に係るバブル導入システムＳ１における導入部６の代わりに導入部６０を備える点でバブル導入システムＳ１と異なる。また、注入流体生成部５において、マイクロバブル液ではなく、ガスＧが溶解した飽和溶液が生成される点でバブル導入システムＳ１と異なる。バブル導入システムＳ４は、その他の点ではバブル導入システムＳ１と同等の構成を備える。
【００６４】
導入部６０は、導入管６３における貯留層Ｒの付近に、注入流体を減圧するための減圧部６７を有する点で、バブル導入システムＳ１における導入部６と異なる。減圧部６７は、導入管６３に注入される飽和溶液を含む注入流体が通る領域の面積を、注入流体が減圧部６７に到達する前に注入流体が通る領域の面積よりも小さくした減圧構造部６７ａを備え、この減圧構造部６７ａを通過した後の注入流体を減圧する。減圧部６７の減圧構造部６７ａは、例えば、弁、オリフィス、又はノズルのように流路抵抗を部分的に大きくするためのデバイスであり、例えば導入管６３の先端部付近に設けられている。
【００６５】
また、減圧部６７は、注入流体を導入管６３から貯留層へ導出する導出口６７ｂを備え、導出口６７ｂから注入流体が導出されたときに注入流体が減圧されるようになっている。なお、減圧部６７は、減圧構造部６７ａと導出口６７ｂの少なくとも一方を備えればよい。すなわち、減圧構造部６７ａが導入管６３の中途部分にあれば減圧構造部６７ａと導出口６７ｂで注入流体が二段階で減圧され、減圧構造部６７ａが導入管６３の先端付近にあれば、減圧構造部６７ａで注入流体が減圧され、減圧構造部６７ａが無ければ導出口６７ｂで注入流体が減圧される。
減圧部６７において飽和溶液が減圧されることにより、図２を参照しながら説明した原理に基づいて、飽和溶液に溶解しているガスＧがマイクロバブル化する。
【００６６】
このように、バブル導入システムＳ４は、注入流体生成部５においてマイクロバブル液を生成せず、ガスＧの飽和溶液を生成する点でバブル導入システムＳ１と異なるが、容易にマイクロバブルを発生し得る飽和溶液を、導入部６０を介して貯留層Ｒの付近まで導入することができる。その結果、バブル導入システムＳ１と同様に、導入部６０の内部を複雑な構成にすることなく、貯留層Ｒにマイクロバブルを導入することが可能になる。
【００６７】
＜第５の実施形態＞
図８は、第５の実施形態に係るバブル導入システムＳ５の構成を示す図である。バブル導入システムＳ５は、図５に示した第２の実施形態に係るバブル導入システムＳ２における導入部６の代わりに、第４の実施形態のバブル導入システムＳ４と同様に導入部６０を備える点でバブル導入システムＳ２と異なる。また、注入流体生成部５が再循環部５８を有しておらず、注入流体生成部５において、マイクロバブル液ではなく、ガスＧが飽和状態になるまで溶解した飽和溶液が生成される点でバブル導入システムＳ２と異なる。バブル導入システムＳ５は、その他の点ではバブル導入システムＳ２と同等の構成を備える。バブル導入システムＳ５も、バブル導入システムＳ４と同様に、注入流体生成部５においてガスＧの飽和溶液を生成し、減圧部６７において発生したマイクロバブルを貯留層Ｒに導入することができる。
【００６８】
＜第６の実施形態＞
図９は、第６の実施形態に係るバブル導入システムＳ６の構成を示す図である。バブル導入システムＳ６は、図６に示した第３の実施形態に係るバブル導入システムＳ３における導入部６の代わりに、第４の実施形態のバブル導入システムＳ４と同様に導入部６０を備える点でバブル導入システムＳ３と異なる。また、バブル導入システムＳ６は注入流体生成部５を有しておらず、溶解部９において生成された飽和溶液が導入部６０に直接導入される点でバブル導入システムＳ３と異なる。バブル導入システムＳ６は、その他の点ではバブル導入システムＳ３と同等の構成を備える。バブル導入システムＳ６も、バブル導入システムＳ４と同様に、溶解部９においてガスＧの飽和溶液を生成し、減圧部６７において発生したマイクロバブルを貯留層Ｒに導入することができる。
【００６９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００７０】
１  液取得部
２  ガス取得部
３、４  流量調整部
５  注入流体生成部
６  導入部
７  制御装置
９  溶解部
５１  製造タンク
５２  細孔部
５３、６５、９２、５９１  圧力センサ
５４、６６、９３  温度センサ
５５、９４  圧力調整部
５６、９５  温度調整部
５７  せん断部
５８  再循環部
５９  減圧部
６０  導入部
６１  輸送管
６２  流量制御装置
６３  導入管
６４  阻止部
６７  減圧部
９１  溶解タンク
１００  注入流体製造設備
２００  導入管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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