JP5468260B2 - 地下帯域から炭化水素流を製造する方法 - Google Patents
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Description
更に、既知の噴射流体は低圧で得られることが多いと言う問題もあり、このため、油田内に噴射する前に、圧縮工程を必要とし、余分なコストがかかる。
US−A−3150716には、合成ガス含有噴射流体を用いた地下帯域からの炭化水素流の製造方法が記載されている。この噴射流体は、メタン及び水蒸気の合成ガス混合物への接触転化、即ち、水蒸気改質により得られる。
US−A−4434852には、噴射流体の製造法が記載されている。噴射流体は、ボイラー又は内燃機関で得られる煙道ガスである。
Chenglin Zhu等の論文,“中国Liaohe油田でのEOR利用、ボイラー煙道ガスの油井へのポンプ送りテスト”,炭素封鎖(sequestration)に関する第一回国際会議,2001年5月15〜17日,米国ワシントン州では、燃焼ボイラーで得られる煙道ガスを噴射流体として使用することが記載されている。
以上の問題は、莫大な量の噴射流体を必要とする場合、なおさら関係する。
別の目的は、油田又はガス田のような地下帯域内への噴射用噴射流体の代りの製造方法を提供することである。
(a)合成ガス含有噴射流体を供給する工程、
(b)地下帯域内に所望の圧力を得るため、該帯域に噴射流体を噴射する工程、
(c)地下帯域から炭化水素含有流を得る工程、
を少なくとも含む。
本発明の別の利点は、合成ガスが存在する結果、噴射流体が酸素(O2)を実質的に含有しないことである。
地下帯域は、収得すべき炭化水素を含有するいかなる地下帯域であってもよい。地下帯域の例は、例えば油田、ガス田等である。言うまでもなく、地下帯域は水面下等にあってもよい。
更に噴射流体は、乾燥ガス基準で、
・合成ガスを0.1〜20モル%、好ましくは>3モル%乃至<10モル%、更に好ましくは約5モル%;
・CO2を5〜20モル%、好ましくは10〜20モル%、更に好ましくは12〜15モル%;
・N2を70〜90モル%、好ましくは80〜90モル%;
含有することが好ましい。
更に噴射時の噴射流体は、50〜500バール、好ましくは>70バール乃至<400バール、更に好ましくは>80バール乃至<300バールの範囲の圧力を有すると共に、0〜300℃、好ましくは>20℃乃至<100℃の範囲の温度を有することが好ましい。
他の態様では、本発明は
(a1)合成ガス含有流を供給する工程、及び
(a2)工程(a1)に供給された合成ガス含有流を部分酸化し、これにより合成ガス含有噴射流体を得る工程、
を少なくとも含む噴射流体の製造方法を提供する。
他の利点は、工程(a2)で得られた流れが、直接、噴射するか、或いは油田又は別の地下帯域で更に圧縮後、噴射するのに好適な圧力を有するように、比較的高圧で得られることである。その結果、油田に噴射を行なう前に、圧縮のためのコストは低下させなければならない。幾つかの場合、引続く圧縮工程は、なしで済ますことさえ可能である。
一例として、工程(a1)に供給される合成ガス含有流は、前述のような炭素質合成ガス供給源から得られる。
更に、工程(a1)に供給される合成ガス含有流は、20〜200バール、好ましくは>40バール乃至<100バールの範囲の圧力及び100〜400℃、好ましくは>200℃乃至<350℃の範囲の温度を有することが好ましい。
更に、工程(a2)で得られる噴射流体は、02を実質的に含有しないか、好ましくは10ppmv未満含有することが好ましい。
・合成ガスを0.1〜20モル%、好ましくは>3モル%乃至<10モル%、更に好ましくは約5モル%;
・CO2を5〜20モル%、好ましくは10〜20モル%、更に好ましくは12〜15モル%;
・N2を70〜90モル%、好ましくは80〜90モル%;
含有することが好ましい。
・合成ガスを0.1〜20モル%、好ましくは>3モル%乃至<10モル%、更に好ましくは約5モル%;
・CO2を5〜20モル%、好ましくは10〜20モル%、更に好ましくは12〜15モル%;
・N2を70〜90モル%、好ましくは80〜90モル%;
含有することが好ましい。
噴射流体は、O2を実質的に含有せず、好ましくは10ppmv未満含有することが好ましい。
・酸素含有流用入口、炭化水素流用入口、及び第一ガス化反応器の下流に第一ガス化反応器で製造された合成ガス含有流用出口を有する第一ガス化反応器、
・第二酸素含有流用入口、第一ガス化反応器の出口に接続した入口、及び第二ガス化反応器の下流に第二ガス化反応器で製造された噴射流体用出口を有する第二ガス化反応器、
を少なくとも備えた、地下帯域への噴射用噴射流体の製造システムを提供する。
・第一ガス化反応器で製造された合成ガス含有流を冷却するための第一冷却器、及び
・第二ガス化反応器で製造された噴射流体を冷却するための第二冷却器、
を備えることが好ましい。
・酸素含有流用入口、炭化水素流用入口、及び第一ガス化反応器の下流に該ガス化反応器で製造された合成ガス含有流用出口を有するガス化反応器、
・第一ガス化反応器で製造された合成ガス含有流を冷却するための冷却器、及び
・冷却された合成ガスを2つの流れに分割するための分割器、一方の合成ガス流をガス化反応器に再循環するための導管、及び噴射流体を排出するための導管、
を少なくとも備えた、地下帯域への噴射用噴射流体の製造システムを提供する。
図1は、本発明による地下帯域から炭化水素流を製造する方法の概略図である。
図2は、2つのガス化反応器を直列流で用いて、本発明による噴射流体の製造方法を実施するための概略工程図である。
この説明目的のため、単一の符号をライン及び該ラインで運ばれる流れに割り当てた。同一の符号は同様な構成要素を言う。
図1は、噴射流体50が油田100内又は近くに噴射される地下油田100(地面150の下)から油110を製造する方法を概略的に示す。
システム1は、第一ガス化反応器2及び第二ガス化反応器3を備える。
油含有流10は、常法に従ってガス化反応器2内での燃焼により部分酸化され、こうして合成ガス含有流30(出口6経由で取出される)及びスラグ60(出口13経由で取出される)が得られる。この目的のため、ガス化反応器2には、通常、1つ以上のバーナーが存在する。
次いで合成ガス含有流30は、入口7から、気体ガス化反応器である第二ガス化反応器3に供給される。所望ならば、合成ガス含有流30は、例えば存在する硫黄化合物を除去するため、第二ガス化反応器3に入れる前に、処理してよい。
噴射流体50が得られる(これは出口9経由で取出される)。第二ガス化反応器3で得られた噴射流体50は、合成ガスを乾燥ガス基準で0.1〜20モル%含有する。
2 第一ガス化反応器又は油ガス化反応器
3 第二ガス化反応器又は気体ガス化反応器
4 炭化水素流の入口
5 酸素含有流の入口
6 合成ガス含有流の出口
7 合成ガス含有流の入口
8 酸素含有流の入口
9 噴射流体出口
10 炭化水素流又は油含有流
12 圧縮機
13 スラグ出口
15 冷却器
20 酸素含有流
25 冷却器
30 合成ガス含有流
40 酸素含有流
50 噴射流体
60 スラグ
50 合成ガス含有噴射流体
51 圧縮噴射流体流
100 地下帯域又は油田
110 炭化水素含有流又は油流
120 噴射器
130 ポンプユニット
150 地面
201 ガス化反応器
202 メタン含有ガス
203 空気
204 合成ガス含有流
205 ボイラー
206 蒸発水
207 高圧水蒸気
208 エア冷却器
209 ドラム
210 合成ガス含有流の一部又は再循環流
211 正味合成ガス含有流、噴射流体又は正味製造流
212 水
213 圧縮機
214 加圧噴射流体
215 炭化水素流
216 分離ユニット
217 高濃度メタン含有ガス
218 表面下
219 炭化水素(又は内層面)リザーバー
Claims (14)
- (a)炭素質合成ガス供給源を空気で部分酸化して、乾燥ガス基準で合成ガスを0.1〜20モル%、CO2を5〜20モル%及びN2を70〜90モル%(但し、合成ガス、CO 2 、及びN 2 の合計量は100mol%である)含有する合成ガス含有噴射流体を調達する工程、
(b)地下帯域内に所望の圧力を得るため、該帯域に該合成ガス含有噴射流体を噴射する工程、
(c)地下帯域から炭化水素含有流を得る工程、
を少なくとも含む、地下帯域内に合成ガス含有噴射流体を噴射して該地下帯域から炭化水素含有流を製造する方法。 - 工程(a)で調達された噴射流体が02を実質的に含有しない請求項1に記載の方法。
- 噴射流体が、50〜500バールの範囲の圧力を有する請求項1又は2に記載の方法。
- 噴射流体が0〜300℃の範囲の温度を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 炭素質合成ガス供給源が、地下帯域から得られる炭化水素含有流の一部である請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 炭素質合成ガス供給源は、炭化水素含有流が天然ガスの場合、天然ガスであり、炭化水素含有流が原油炭化水素の場合、随伴ガスである請求項5に記載の方法。
- 噴射流体が、
(a1)合成ガス含有流を調達する工程、及び
(a2)工程(a1)で調達された合成ガス含有流を、N2を70%以上含む、空気又は高酸素濃度の空気で部分酸化し、これにより合成ガス含有噴射流体を得る工程、
を少なくとも含む方法で製造される請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。 - 工程(a2)が、工程(a1)で得られた合成ガス含有流の一部を工程(a1)に再循環することにより行なわれる請求項7に記載の方法。
- 再循環合成ガスは、再循環される前に、100〜400℃の範囲の温度に低下されている請求項8に記載の方法。
- 工程(a1)に再循環される合成ガスと、該工程(a1)で製造される合成ガスの正味量とのモル比が、1:2〜2:1である請求項8又は9に記載の方法。
- 工程(a1)で調達された合成ガス含有流が、合成ガスを、乾燥ガス基準で25モル%超含有する請求項7に記載の方法。
- 工程(a1)で調達された合成ガス含有流が、100〜400℃の範囲の温度を有する請求項7〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(a1)で調達された合成ガス含有流が、炭化水素流(10)の部分酸化により得られる請求項7〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 工程(a1)で調達された合成ガス含有流が、天然ガス又は随伴ガスの部分酸化により得られる請求項13に記載の方法。
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