(57)【要約】【課題】オイルサンド等の未利用の重質油を、可能な限り少ない投資資源で安価に採掘できるようにする。【解決手段】媒体導入管１と採油管２を重質油層Ａに配置し、燃焼装置６で燃料４を燃焼して発生した高温排ガス５を媒体導入管１に供給して重質油層Ａへ吹き込むことにより重質油層Ａを加熱して重質油を流動化させ、流動化した重質油８を採油管２により汲み上げる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体導入管と採油管を重質油層に配置し、燃焼装置で燃料を燃焼して発生した高温排ガスを前記媒体導入管に供給して重質油層へ吹き込むことにより重質油層を加熱して重質油を流動化させ、流動化した重質油を前記採油管により汲み上げることを特徴とする重質油の採掘方法。
【請求項２】
先端装置の後端に挿入管を継ぎ足して地中に挿入すると共に、内部の掘削物を外部に取り出すようにした管埋設法を用いて媒体導入管と採油管を重質油層に配置し、この媒体導入管と採油管を重質油層に配置する際に掘り出した掘削重質油を、前記燃焼装置の燃料として用いる請求項１に記載の重質油の採掘方法。
【請求項３】
前記とは別の媒体導入管と採油管を重質油層に配置し、又、前記採油管によって汲み上げた重質油を精製する精製プラントを設け、該精製プラントから発生するプラント高温排ガスを、前記別の媒体導入管に供給して重質油層を加熱することにより重質油を流動化し、流動化した重質油を前記別の採油管により汲み上げる請求項１に記載の重質油の採掘方法。
【請求項４】
導入口を有して重質油層に配置される媒体導入管と、
採油口を有して前記重質油層に配置される採油管と、
燃焼装置と、
該燃焼装置で燃料を燃焼して発生した高温排ガスを昇圧して前記媒体導入管に供給する高温排ガス供給装置と、
前記採油管内に流入した重質油を汲み上げる汲上ポンプと
を有することを特徴とする重質油の採掘装置。
【請求項５】
前記汲上ポンプにより汲み上げた重質油を導入して重質油の精製を行う精製プラントと、該精製プラントから発生するプラント高温排ガスを昇圧して前記と別の媒体導入管に供給する高温排ガス供給装置とを有する請求項４に記載の重質油の採掘装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重質油の採掘方法及び装置に関し、さらに詳しくは、オイルサンド等の未利用の重質油を、可能な限り少ない投資資源で安価に採掘できるようにした重質油の採掘方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油資源の枯渇に伴い原油に代わる燃料油供給源としてオイルサンドが注目されるようになってきている。オイルサンドは、ＡＰＩが８〜１６の重質炭化水素が砂の表面に付着したものであり、炭化水素の含有量が１０％以上のものが資源的に有効性があるとされている。上記オイルサンドは、カナダおよびベネズエラにおいて多く産出されており、又、その他の地域においても広く分布して埋蔵されていることが報告されている。
【０００３】
上記したオイルサンド等の重質油は、地表に露出して産出されるケースは希であり、一般には地中深くに重質油層を形成している。このような重質油層の重質油を採掘する方法としては、従来より水蒸気支援重力排油法（ＳＡＧＤ法）が知られている。
【０００４】
このＳＡＧＤ法は、地中の重質油層に水蒸気注入管と採油管とを配置し、水蒸気注入管により重質油層に水蒸気を注入することによって重質油層を加熱し、この加熱作業を例えば半年以上の期間に亘って行うことにより重質油の粘性を低下させ、粘性が低下した重質油が採油管に流入するのを待って汲み上げるようにしたものである。
【０００５】
上記したオイルサンドからオイルサンド油を製造する方法については、特許文献１等が存在しているが、前記したように、水蒸気注入管及び採油管を重質油層に配置するための技術、並びに、重質油層に配置した水蒸気注入管及び採油管を用いて重質油を少ない投資資源で安価に採掘できるようにするための技術等についての特許は殆ど出願されていない。
【特許文献１】特開２００２−３３８９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、オイルサンドの採掘技術の中では、ＳＡＧＤ法が最も注目を集め、その商業化が進められているが、水蒸気注入に伴う設備上及び資源上の問題を有していた。
【０００７】
即ち、地中の重質油層に水蒸気注入管を配置し、この水蒸気注入管に水蒸気を供給することにより重質油層を２００℃近くまで加熱して重質油を流動化させるようにしているが、重質油が流動化する迄の半年以上の期間に亘り水蒸気を供給し続ける必要がある。
【０００８】
このように、ＳＡＧＤ法では長期間に亘って多量の水蒸気を供給し続ける必要があるために、現地において多量の水源を確保する必要があるが、オイルサンドの採掘現場においては水源が確保できない場合があり、このような場合にはオイルサンドを採掘できない問題がある。
【０００９】
又、水蒸気を供給し続けるためには水を加熱するための大量の燃料が必要であるが、この燃料についても現地で調達できない場合があり、この場合には遠隔地から燃料を運搬する必要があり、多大の費用が掛るという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、オイルサンド等の未利用の重質油を、可能な限り少ない投資資源で安価に採掘できるようにした重質油の採掘方法及び装置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】
【００１１】
本発明は、媒体導入管と採油管を重質油層に配置し、燃焼装置で燃料を燃焼して発生した高温排ガスを前記媒体導入管に供給して重質油層へ吹き込むことにより重質油層を加熱して重質油を流動化させ、流動化した重質油を前記採油管により汲み上げることを特徴とする重質油の採掘方法、に係るものである。
【００１２】
上記重質油の採掘方法において、先端装置の後端に挿入管を継ぎ足して地中に挿入すると共に、内部の掘削物を外部に取り出すようにした管埋設法を用いて媒体導入管と採油管を重質油層に配置し、この媒体導入管と採油管を重質油層に配置する際に掘り出した掘削重質油を、前記燃焼装置の燃料として用いることは好ましい。
【００１３】
又、上記重質油の採掘方法において、前記とは別の媒体導入管と採油管を重質油層に配置し、又、前記採油管によって汲み上げた重質油を精製する精製プラントを設け、該精製プラントから発生するプラント高温排ガスを、前記別の媒体導入管に供給して重質油層を加熱することにより重質油を流動化し、流動化した重質油を前記別の採油管により汲み上げることは好ましい。
【００１４】
本発明は、導入口を有して重質油層に配置される媒体導入管と、
採油口を有して前記重質油層に配置される採油管と、
燃焼装置と、
該燃焼装置で燃料を燃焼して発生した高温排ガスを昇圧して前記媒体導入管に供給する高温排ガス供給装置と、
前記採油管内に流入した重質油を汲み上げる汲上ポンプと
を有することを特徴とする重質油の採掘装置、に係るものである。
【００１５】
上記重質油の採掘装置において、前記汲上ポンプにより汲み上げた重質油を導入して重質油の精製を行う精製プラントと、該精製プラントから発生するプラント高温排ガスを昇圧して前記と別の媒体導入管に供給する高温排ガス供給装置とを有することは好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の重質油の採掘方法及び装置によれば、燃焼装置で燃料を燃焼して発生した高温排ガスを、重質油層に配置した媒体導入管に供給して重質油層を加熱し重質油を流動化させるようにしたので、水蒸気を用いる従来の方法のように水源を確保する必要がなく、燃料の燃焼によって加熱された大量の高温排ガスを重質油層に供給して、重質油を効果的に加熱できる効果がある。
【００１７】
又、先端装置の後端に挿入管を継ぎ足して地中に挿入し、内部の掘削物を外部に取り出すようにした管埋設法を用いて媒体導入管と採油管を重質油層に配置し、この媒体導入管と採油管を重質油層に配置する際に掘り出した掘削重質油を、前記燃焼装置の燃料として用いるようにしたので、燃焼装置で燃焼する初期の燃料費を大幅に節約できる効果がある。
【００１８】
又、前記とは別の媒体導入管と採油管を重質油層に配置し、前記採油管によって汲み上げた重質油を精製する精製プラントを設け、該精製プラントから発生するプラント高温排ガスを、前記別の媒体導入管に供給して重質油層を加熱することにより重質油を流動化し、流動化した重質油を前記別の採油管により汲み上げるようにしたので、精製プラントが設置された後は、プラント高温排ガスによって重質油層を加熱することができるので、高温排ガスを発生させるための新たな燃料を消費することなしに、重質油の採掘範囲を拡大できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は本発明による重質油の掘採方法の一例を示したものであり、１は地上から地中の重質油層Ａ（オイルサンド層）に挿入配置した媒体導入管、２は地上から媒体導入管１の近傍で且つ媒体導入管１より深い位置の重質油層Ａに挿入配置した採油管であり、前記媒体導入管１と採油管２の重質油層Ａに配置される部分には図２に示すように小口３が形成されている。
【００２１】
地上には、燃料４が供給されて燃焼することにより高温排ガス５を発生する燃焼装置６が設けてあり、更に、該燃焼装置６からの高温排ガス５を昇圧して前記媒体導入管１に供給するようにした高温排ガス供給装置７を設けている。更に、前記採油管２の地上に導かれた部分には、採油管２内に流入した重質油８を汲み上げるための汲上ポンプ９を設けている。１０は汲上ポンプ９で汲み上げた重質油８を受ける重質油受タンクである。
【００２２】
図１の構成により重質油層Ａの重質油を採掘するには、先ず、燃焼装置６により燃料４を燃焼させて高温排ガス５を発生させ、この高温排ガス５を高温排ガス供給装置７により昇圧して媒体導入管１に供給する。媒体導入管１に供給する高温排ガス５は温度が高い方が好ましく、重質油層Ａの重質油を２００℃近くまで加熱して重質油を流動化させるためには３００℃以上、少なくとも４００℃〜５００℃の温度を有していることが好ましい。
【００２３】
媒体導入管１に供給された高温排ガス５は、媒体導入管１における重質油層Ａの部分に設けられた図２に示す小口３から重質油層Ａに吹き込まれて重質油層Ａを加熱する。このとき、重質油層Ａに吹込まれる高温排ガス５は、４００℃〜５００℃のような高温を有しているが、燃焼によって酸素が消費された燃焼排ガスであるため、重質油を燃焼させるような問題は生じない。
【００２４】
上記したように媒体導入管１に対する高温排ガス５の供給を長期間（例えば半年以上）継続して、重質油層Ａの温度が２００℃近くまで上昇されると重質油は軟化して流動化し、流動化した重質油８ａは図１に矢印で示すように下部に配置された採油管２に向かって沈降流動するようになる。
【００２５】
従って、沈降流動した重質油８ａは小口３から採油管２内に流入するようになるので、前記汲上ポンプ９を駆動することにより、重質油８を重質油タンク１０に汲み上げることができる。
【００２６】
図３〜図５は前記図１に示した採掘方法を実施する具体的な形態を示すものである。図３は、媒体導入管１を重質油層Ａに配置する方法の一例を示しており、地上には管挿入設備１１が設置されている。該管挿入設備１１は、先端装置１２の後端に、図２のように複数の小口３が形成された挿入管１３を接続して地中に挿入し、続いて挿入管１３の後端に追加の挿入管１３を順次継ぎ足して挿入する操作を繰り返すことにより重質油層Ａに媒体導入管１を配置するようにした管埋設法を示している。このとき、媒体導入管１は先端装置１２に備えた図示しない方向制御装置によって媒体導入管１を重質油層Ａが延びている方向に沿うように配置させてもよく、或いは、前記媒体導入管１を重質油層Ａに対して傾斜して挿入配置したり、重質油層Ａに対して鉛直に挿入配置するようにしてもよい。又、前記先端装置１２の内部には先端装置１２を地中に挿入する際に内部に取り込まれる掘削物を外部に排出するための排土管１４が順次接続されるように備えられており、該排土管１４に取り込まれる掘削重質油１５を排出ポンプ１６によって地上の貯留タンク１７に送って貯留されるようにしている。このとき、排土管１４によって取り出される掘削物を観察することにより、媒体導入管１が重質油層Ａに挿入配置されているか否かを知ることができる。
【００２７】
上記した媒体導入管１を地中に埋設する方法としては従来から実施されているトンネル掘進方法、管圧入方法等の種々の方法を採用することができるが、媒体導入管１の直径は例えば約１メートル前後の比較的小径のもので良いため、例えば特開２０００−３０３７８０号公報、特開２００３−１９３７９３号公報、特開平０５−１５６８８３号公報、特開平１０−２５９６９２号公報に示されるような技術を用いて媒体導入管１を地中に配置することができる。
【００２８】
図４は前記媒体導入管１に続いて採油管２を重質油層Ａに配置する方法の一例を示しており、地上に設けた管挿入設備１１により、前記媒体導入管１と同様にして図２のように複数の小口３が形成された挿入管１３を先端装置１２の後端に順次接続することにより採油管２を地中に挿入配置する。採油管２を重質油層Ａに挿入する場合も先端装置１２の内部に取り込まれた掘削重質油１５を排出ポンプ１６により前記貯留タンク１７に供給して貯留するようにしている。
【００２９】
次に、図５に示す如く、燃料４を燃焼することにより高温排ガス５を発生する燃焼装置６を地上に設置すると共に、該燃焼装置６からの高温排ガス５を昇圧して前記媒体導入管１に供給する高温排ガス供給装置７を設置する。又、図１に示したように、採油管２に流入した重質油８を汲み上げる汲上ポンプ９を地上に備えると共に、汲み上げた重質油８を貯留する重質油タンク１０を備える。
【００３０】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００３１】
図５において、前記貯留タンク１７に貯留された掘削重質油１５を燃料４として燃焼装置６を駆動しこの時発生する高温排ガス５を高温排ガス供給装置７により昇圧して前記媒体導入管１に供給する。媒体導入管１に供給された高温排ガス５は媒体導入管１に備えられた小口３（図２参照）から重質油層Ａ内に吹き込まれ、これによって重質油層Ａは加熱される。媒体導入管１に高温排ガス５を供給して重質油層Ａを加熱する操作は例えば半年以上の期間行われる。このとき、長期間に亘る燃焼装置６での燃焼によって貯留タンク１７に貯留された掘削重質油１５が無くなった場合には、他の所要の燃料４を調達して燃焼を継続する。
【００３２】
上記したように媒体導入管１に対する高温排ガス５の供給を長期間（例えば半年以上）継続して、重質油層Ａの温度が２００℃近くまで上昇されると重質油は軟化して流動化し、流動化した重質油８ａが図５に矢印で示すように下部に配置された採油管２に向かって沈降流動して小口３から採油管２内に流入するようになるので、前記汲上ポンプ９を駆動することにより、重質油８を重質油タンク１０に汲み上げることができる。
【００３３】
上記したように、燃焼装置６で燃料４を燃焼して発生した高温排ガス５を、重質油層Ａに配置した媒体導入管１に供給して重質油層Ａを加熱し重質油８ａを流動化させるようにしたので、水蒸気を用いる従来の方法のように水源を確保する必要がなく、燃料４の燃焼によって加熱された大量の高温排ガス５を重質油層Ａに供給して、重質油層Ａを効果的に加熱することができる。
【００３４】
又、前記したように、先端装置１２の後端に挿入管１３を継ぎ足して地中に挿入し、内部の掘削物を外部に取り出すようにした管埋設法を用いて媒体導入管１と採油管２を重質油層Ａに配置し、この媒体導入管１と採油管２を重質油層Ａに配置する際に掘り出した掘削重質油１５を、前記燃焼装置６の燃料４として用いることにより、燃焼装置６で燃焼する燃料費を大幅に節約することができる。
【００３５】
図６、図７は、本発明の他の形態を示したもので、前記採油管２により汲み上げて重質油タンク１０に貯留した重質油８を導入して精製を行う精製プラント１８を設けた場合を示している。精製プラント１８では重質油８の一部を燃焼させる燃焼装置１９の熱を利用して重質油８の分留、改質等を行っており、前記燃焼装置１９からは５００℃前後のプラント高温排ガス２０が発生している。
【００３６】
一方、前記したように重質油層Ａに配置した媒体導入管１及び採油管２とは別の媒体導入管１ａ及び採油管２ａを、図３及び図４と同様の方法によって重質油層Ａに配置する。この別の媒体導入管１ａ及び採油管２ａを重質油層Ａに配置する際に掘り出した掘削重質油１５は、図６に破線で示すように前記重質油タンク１０に供給して重質油８と共に精製プラント１８に原料として供給することができる。
【００３７】
別の媒体導入管１ａ及び採油管２ａが重質油層Ａに配置されると、前記精製プラント１８の燃焼装置１９から発生する５００℃前後のプラント高温排ガス２０を昇圧する高排ガス供給装置２１を設けることにより、前記プラント高温排ガス２０を前記別の媒体導入管１ａに供給して重質油層Ａを加熱するようにしている。
【００３８】
別の媒体導入管１ａに供給されたプラント高温排ガス２０は小口３（図２参照）から重質油層Ａ内に吹き込まれ、これによって重質油層Ａは加熱される。別の媒体導入管１ａにプラント高温排ガス２０を供給して重質油層Ａを加熱する操作は例えば半年以上の期間行われる。
【００３９】
上記したように別の媒体導入管１ａに対する高温排ガス５の供給を長期間（例えば半年以上）継続して、重質油層Ａの温度が２００℃近くまで上昇されると重質油は軟化して流動化し、流動化した重質油８ａが図９に矢印で示すように下部に配置された別の採油管２ａに向かって沈降流動して小口３から別の採油管２内に流入するようになるので、前記汲上ポンプ９を駆動することにより、図８、図９に示すように、重質油８を前記重質油タンク１０に供給することができる。従って、前記採油管２ａによって汲み上げられた重質油８は、前記採油管２によって汲み上げられた重質油８と共に精製プラント１８に供給されて精製処理される。
【００４０】
上記したように、精製プラント１８の燃焼装置１９から発生するプラント高温排ガス２０を、重質油層Ａに配置した別の媒体導入管１ａに供給して重質油層Ａを加熱し重質油８ａを流動化させるようにしたので、水蒸気を用いる従来の方法のように水源を確保する必要がなく、精製プラント１８で発生するプラント高温排ガス２０を利用して安価に重質油を掘削することができる。
【００４１】
従って、精製プラント１８が設置された後は、該プラント高温排ガス２０によって重質油層Ａを加熱することができるので、重質油層Ａに新たな媒体導入管１ａ及び採油管２ａを設置しても、高温排ガスを発生させるための新たな燃焼装置の設置と燃料の消費を生じることがなく、少ない投資資源で重質油の掘削範囲を拡大することができる。
なお、本発明の重質油の採掘方法及び装置は、上記形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明による重質油の採掘方法の一例を示す概略断面図である。
【図２】重質油層に配置される媒体導入管及び採油管を構成する挿入管の一例を示す斜視図である。
【図３】媒体導入管を重質油層に配置する方法の具体例を示す概略断面図である。
【図４】採油管を重質油層に配置する方法の具体例を示す概略断面図である。
【図５】掘削重質油を利用して重質油層を加熱するようにした重質油の掘採方法の一例を示す概略断面図である。
【図６】重質油を精製する精製プラントと、重質油層に別の媒体導入管及び採油管を配置する形態を示す概略平面図である。る。
【図７】図６の概略断面図である。
【図８】別の採油管により重質油を汲み上げている状態を示す概略平面図である。
【図９】図８の概略断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  媒体導入管
１ａ        別の媒体導入管
２  採油管
２ａ        別の採油管
４  燃料
５  高温排ガス
６  燃焼装置
７  高温排ガス供給装置
８  重質油
８ａ        流動化した重質油
９  汲上ポンプ
１２  先端装置
１３  挿入管
１５  掘削重質油
１８  精製プラント
２０  プラント高温排ガス
２１  高温排ガス供給装置
Ａ  重質油層
【図１】
2009046825.tif 000003
【図２】
2009046825.tif 000004
【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】
2009046825.tif 000009
【図８】
2009046825.tif 000010
【図９】
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