JPS5826189A - 浸透性地層の処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、浸透性地層から出る粘性の原油を採取する蒸
気排油法に関し、とくに、蒸気排油法の掃効率を向上す
るための、蒸気排油法における粘性原油を含有する地下
の浸透層の処理法に関する。

粘性の原油を含有する地層に蒸気を充満させて原油の流
動性を増し、それＫよって原油を採収位置に移動させる
ことは周知のことである。

蒸気を充満するある現地処理法においては、蒸気射出な
らびに原油採収の双方に同一の坑井が用いられ、他の現
地処理法においては互いに間隔を置いて含油層を貫く別
個の射出弁と採取片とが用いられる。種々の射出材料を
用いた種々の射出方法が提案されており、その多くが採
取片における原油の採収の効率を向上する目的を有する
。

原油を採取片に移動させる目的での射出弁への蒸気射出
の特定の場合においては、地層から出る原油の掃効率が
、時にはＯＫまで、減少し、その場合には射出蒸気が離
層して採取片Ｋまで及ぶことが観察されている。この状
態は重力オーバライドとして知られている。射出された
蒸気から分離した熱水は加熱区間の底部を流過する傾向
があり、一方、蒸気は熱水の上を流過する傾向があるが
、これは二種の流体の密度の差によるものである。

熱水が貯留岩を渡遇する際に熱が岩石と貯留流体とに伝
達される。その結果、熱水のたまりから、このたまりの
先のより冷たい水への温度の遷移が行われる。実際問題
として、これは、通常の水攻法が温水だまりと熱水だま
りとに先行してインゼクターから隔たった残油の浸透を
徐々に減退させることを意味する。不利な粘度比のため
、この水攻法の効率は低くなる。しかし、加熱区間上部
の蒸気による良好な回収効率によって残油の浸透の相当
な減少がもたらされる。油の浸透におけるこれらの差異
は、逆に、蒸気と水との本来低い相対的な浸透性の比率
を示す。その結果、射出された蒸気は、加熱区間全体を
流過することなしにオフセットした採取片に早期に被層
流入する傾向となる。この状態が続行されると貯留岩の
流体の採収量は０に低下する可能性があり、蒸気と水と
のみが採取片から採収されることになる。

蒸気を充満させる場合には、時間の経過と共に帽岩とペ
ース・ｐツクとに失われる熱損失を最小限とするために
蒸気の射出速度は最初高くされる。

この方法によって、しばしば、射出装置と採収装置との
間に浸透性が大糎く、比較的油の少ないチャンネルが形
成される。このチャンネルは含油岩石の頂部近くに形成
されることが多い。この場合射出された熱の多くは、熱
を必要とする含油層に伝導されずに、帽岩に熱損失とし
て伝導される。

さらに、チャンネル内には油がほとんど残されていない
ので、蒸気は効率的に油と置換することができない。そ
の結果として、蒸気からガスが出ることも、対流的な熱
伝達機構が有効に働くこともない。これが、蒸気を充満
した場合に離層して採収弁内に至り、油の回収量が非常
に低下する理由である。

さらに、射出弁と採取片との間の蒸気の通過経路を図解
したものの中には、蒸気と高温流体とが全て射出弁に沿
って出発し、採取片の方向に採収区間の頂部に向かって
上昇して採取片の近くを下降するように表現したものが
あるが、これは正確を欠くものである。十二分にあり得
ることだが、いったん採取片を通って上昇した蒸気は、
蒸気の　　　゛２破層が生じても採収弁内に下降しない
。この状態は採取片に沿った温度のグラフによって、そ
の存在を示されている。この種の状態は、この種蒸気射
出方法の掃効率を更に低下させるものである。

射出蒸気の上方の地層内に閉そくバリヤーを射出して離
層経路を通る蒸気の損失を低減することが提案されてい
る。この種バリヤーの一つが、１９６８年１１月２６日
付発行の米国特許第３．４１２．７９３号「高浸透性地
層の閉そく」（Ｐｌｕｇ（ｉｎｇ　　Ｈｌｇｈ　　Ｐ＠
ｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　　Ｅａｒｔｈ　　８ｔｒａｔａ
　　）に提案されている泡である。蒸気と発泡剤とを地
層内に導入することＫよって浸透性の高い地層が泡で一
時的に閉そくされ、これにより気相にある蒸気な有する
泡が形成され、熱が失われて蒸気が凝縮するとこの泡は
つぶれる。類似の方法が１９７９年５月２日付発行の米
国特許第４．０８６．９６４号［蒸気−チャンネル−膨
張　蒸気泡排油Ｊ　（Ｉｌｔｓａｍ−Ｃｈａｎｎｓｌ−
Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ　８ｔｓａｍＦｏａｍ　Ｄｒｌｖ・
）に示されている。この特許は、チャンネル内に泡と比
較的高圧のこう配とを得るために、泡に不凝縮性ガスを
付加することと、蒸気チャンネル内に射出することとを
提案している。

これらの特許はいずれも、本願に開示されるよう忙、重
力オーバライｒ破屡の問題に対して比較的永久的な解決
策を提供するものとは思われない。

オーバライｒ経路の浸透性を変化させて貯留岩の流体が
残留する地層内へ射出される蒸気または高温流体の流れ
を促進する粒状材料を地層内圧送入すること和よって地
層内の重カオーバライｒ経路を賢更することをここに提
案する。この射出方法の趣旨は１重力オーバライド破層
を認知し、次いでその離層経路内にその浸透性を変化さ
せる材料を射出し、次いで射出流体と所望の貯留岩の流
体が残留する貯留岩との間の連通を回復する射出方法に
戻る。粒状材料は低速度の流体と共に浸透性オーバライ
ド経路に送入され、坑井のライナーを損傷せず、また地
層内で「デリッジングコすることなく所望の浸透性の変
化を達成する。

従って１本発明の目的は、蒸気または他の高温流体を射
出し、安定な泡の材料を射出し、粒状材料を前記泡と混
合し、前記泡と粒状材料とを地下層内Ｋｌンダ輸送して
前記泡を射出された地層の浸透性を制御するという一連
の組み合わされた段階を用いて地下の地層から出る原油
を採収する新規な且つ改良された方法を提供することＫ
ある。

本発明の更に目的とし特徴とする諸点は、本発明の好ま
しい実施例を訳述した次の明細書によって当業者に容Ｊ
）Ｋ明りように理解されよう。

例えば地層を破砕する方法に泡と粒状材料とが用いられ
る場合のように、地層を支える目的のために泡と粒状材
料とを地層内に運び返すことがで診ることも立証されて
いる。米国特許第４．０８６．８６４号および同第３，
４１２．７９３号に訳述のごとく、より浸透性のある地
層内に蒸気がオーバライドすることを防ぎ、当該帯域の
上方の地層内に熱が失われることを防ぐために、地層内
に温度閉そく部を設けるに当たって泡を使用できること
も立証されている。

本発明の一つの現地処理法によれば、地層に対する在来
の蒸気の充満は、当該地層と、射出弁から間を置いた採
取片に蓄積された採収物とに蒸気を射出することによっ
て達成される。蒸気が充分長い時間にわたって射出され
て原油が流動性を増して採取片に移動した後は、採収弁
内に蒸気の被層が生じ、採収弁内で生成される蒸気の容
積のかなりな変化忙よって被層が立証されることが予想
される。その問題が生じた場合には、原油が採収弁内に
採収された帯域を経て泡と粒状材料とが地層内に射出さ
れ、粒状材料は地層内の浸透性の経路内圧運び込まれる
。次いて泡はつぶされて粒状材料は地層内に保たれ、泡
と共和運ばれた材料の粒度によって浸透性はかなり閉そ
くされる。

次いで地層の蒸気処理が再開され、連続する採収物が採
取片に出て来る。他に蒸気の破ＩＩ　６”−生じた場合
は、粒状材料と泡とＫよる同様な方法が行われ、採取片
の浸透性の経路は再び閉そくされて、原油と接触しない
、あるいは原油を含有しない地層内の経路を経て蒸気の
流れることが防止される。

徨と共に運ばれる粒状材料は、なるべくなら。

関連する実際の地層の分析から格付けされることが望ま
しく、付加材料の粒度は、採収地層内で所菫の浸透性の
修正が達成されるように特別に設定されるものとする。

試料は在来の側壁試料採敞方法に従って採取され　、分
析は在来の技法によって行われ、地層の粒度と、充満の
際に加えられる粒状材料の粒度とが定められる。

ここに開示する本発明にとり、泡の品質は重要である。

泡は発泡性溶液とガスとを一緒に混合することによって
形成される。泡は、孔内を下降して材料を運ぶことので
きる比較的安定な泡でなければならない、適当な泡の形
成装置が１９７１年９月７日付発行の米国特許第３．＜
Ｓ　Ｏ３，６９８号「粒状材料を泡によって地層内に置
く方法」（Ｍ＠ｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｐｌａｃｉｎｇ　Ｐａ
ｒｔｉｃｕｌａｔ＠Ｍａｔ＠ｒｉａｌ　Ｉｎλｎ　Ｅａ
ｒｔｈ　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｗｉｔｈ　Ｆｏａｍ　）
に開示されている。この特ｔ！ＦＫは、粒状材料を発泡
溶液と結合させる適当な機構も開示されている。泡は界
面活性剤の発泡性溶液とガスとを結合させることによっ
て形成される。好ましい泡は水性の空気泡である１発泡
性溶液は、水と、もし望むならば、適当な安定剤と、を
混合して作られる。発泡性溶液中に入って作られる適当
な泡と他の特定の界面活性剤とについては１９６９年８
月２６日付発行１の米国特許第３，４６５．２３１号「
発泡性坑井循環流体の種類と用法Ｊ　（Ｇｅｎｅｒａｔ
ｉｏｎ　Ａｎｄ　Ｕｓｅ　Ｏｆ　ＦｏａｍｓｄＷｅｌｌ
　Ｃ１ｒｃｕｌａｔｉｏｎ　Ｆｌｕｌｓ＋　）に詳細に
訳述されている。この特許の開示事項を参考までにこ・
こに示す。この発明に用いられている好ましい泡は、Ｃ
１１すいし０１４アルキル・ベンゼンｅスルホン酸ｔＪ
Ｉ　（ＡＢ８　）　、なるべくアンモニウム塩、である
。

発泡性溶液を形成するためＫは、水に対する重量比で０
．５憾ないし１．０１の量のＡＢ８を水に加えなければ
ならない。発泡性溶液は空気と、２２．４なイシ３７４
　（３ｆｉ３ｔｘイシ５　Ｑｔｔ６対１ｇａｌ　）　ノ
気液容積比で混合される。最も良い結果は、泡が７４．
８ｔｘイシ１４９−６　（１０ｔｔＢｔｘイ１．２０ｆ
ｔ３対１ｇｍ１　）の気液容積比を有する時に得られる
。

泡は、これを不凝縮性のガスで形成することが望ましい
、窒素はこの種の有用なガスである。他の有用なガスと
しては蒸気発生器の排出がスでも良い。この種の一つの
可能性は孔内を下降する蒸気の発生器を用いゐことで、
この発生器から出る排出ガスを、泡を作るための不凝縮
性気体材料として使用するものである。坑井の環境にと
っては、池の形成に使用されるガス材料が無腐食性であ
り、その点から酸素が少ない、ということが重要である
。排出ガスを使用する場合には、射出材料が酸性の−を
もつことを避けるために、これらのガスの−を調整する
。必要がある。高い−の溶液を蒸気で射出すると、採収
地層内の砂粒および石英粒に著しい損傷をもたらすこと
見いだされており、その点からみても地層の浸透性に重
大な損害を及ぼされる可能性がある。

前述のごとく、泡に付加される粒状材料の粒度は、地層
の材質の分析結果に従って格付けされなければならない
、この種材料ｄ一つがシリカ粉末で、これは、粘土鉱物
と粘度の粒度の材料とを含めて１００メツシエないし６
００メツシユの粒度を有する微粒子材料である。好まし
い格付けとしては、付加される粒状材料の粒度範囲が、
粒状材料の１０−粒度が地層材質の９０係粒度より６な
いし１００倍も小さい、というものでなければならない
、ということである。

付加される粒状材料が地下貯留岩の流過された部分の浸
透性を制御するよう忙されている点から、粒状材料の粒
度は、浸透性の地層内に適正な粒度分布を確保するため
に、なるべく小さい粒度であることが望ましい。泡は地
層内の浸透性の経路内圧粒状材料を運び、粒状材料は泡
に加わる射出圧力を制御しながら泡がつぶれると地層に
沈積する。

さらに重要なことは、泡と粒状材料とを射出する際に用
いられる圧力が、地下の層を破砕すると予想される圧力
よりも低く保たれるということである。地層の破砕は本
発明の企図するところではなく、必要なことは、浸透性
の経路を開くことよりもむしろ、地層の浸透性の制御で
ある。

粒状材料が地層内に付加されている間は、蒸気射出作業
を続けることができる。この理由から、形成される泡は
、地下層の加熱に使用される蒸気の温度に耐え得なけれ
ばならない。

本発明によれば、加熱された流動性の原油が地層から流
出すると共に非常圧浸透性のある経路の開設によっても
たらされた蒸気のオーバライド帯域を、浸透性の経路を
制御し変更するために地層内の浸透性経路の粒度に格付
けされた泡を包含する砂および／または粒状材料の射出
によって制御することがで針る。いずれが蒸気のオーバ
ライドを示すものと見られたかによって油と水の比が変
るので、採取弁で採収される流体内で、蒸気のオーバラ
イド・浸透性経路の変換を識別することがで針る。その
点からいって、採収される蒸気の容積の増大によって蒸
気の離層が立証される。本発明によって達成された浸透
性経路の変更は、採収された蒸気の容積の減少によって
立証される。いったん浸透性が変えられると、射出弁は
蒸気射出状態に戻ることかで縫、地下層内の原油を、蒸
気加熱流体が地層内に射出される間に再び加熱する、　
　ことができる、もし、他の蒸気オーバライドが生じた
場ｅＫは、新しく作られた浸透性の経路の他の変更を達
成するために、地層を再び泡と粒状材料とＫよって処理
することができる。油および水の含量ならびに温度に対
する採収流体の連続的な監視によって、蒸気を充満させ
る方法の揚動率を高めるために本発明を用いることがで
きる。

ここに訳述される本発明は、射出弁と採取弁、あるいは
、しばしばハフ・パフと呼ばれる射出、採収両用の単一
坑井を用いる蒸気充満方法にも同様に適用できるもので
ある。地下層内の背圧に不足を生じ゛た場合は、地下に
浸透性の経路ができて、本来そこに在るべ鎗原油が既に
移動済みの地層内に蒸気が回っていることが推測でとる
。これが看取された場合は、泡と粒状材料とによって地
層内に気泡を生じさせ、浸透性の経路に粒状材料を置い
て、地層を通るわｔ道を減らすことかで羨る。

本発明のある好ましい実施例を特に開示したが。

多くの変更態様は容易に当業者に明りようとなるので本
発明は本開示に限定されるものではなく、また本発明は
特許請求の範囲の各項につき可能な最も広範囲の解釈を
与えられるべ緯ものであることを理解すべぎである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（＆）　　浸透性の地層を貫通する坑井を下って
   前記地層内圧蒸気を射出して前記坑井内から出る粘性の
   原油を加熱し流動させる段階と、 （ｂ）　　地表で安定な泡を生成し、前記坑井を下って
   前記地層内の前記坑井に沿った位置に前記の安定な泡を
   ポンプ輸送して、前記地層内への前記蒸気の重力オーパ
   ライドを防止するｐ階と、（ｅｌ　　粒状材料を前記泡
   と混合し、前記射出蒸気に応じて前記の流動化された粘
   性原油が動くにつれて前記の浸透性の地層内に前記粒状
   材料を定置する段階とから成る浸透性の地層を貫通する
   坑井内から出る粘性の原油を含有する浸透性の地層の処
   理法。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記坑井を下って射出される蒸気が、前記地層内の前記坑
   井の周りに前記蒸気重力オーパライドが生ずるまで射出
   され、次いで前記泡と前記粒状材料とが前記地層の浸透
   性調整剤として前記蒸気重力オーバライド帯域内に射出
   されるもの。 （３）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記泡が発泡剤と不活性ガスとを用いて生成されるもの。 （４）特許請求の範囲第３項に記載の方法において。 前記不活性がスが地表の蒸気発生器から出る排出がスで
   あるもの。 （５）特許請求の範囲第３項に記載の方法において、前
   記不活性ガスが、前記蒸気射出過程中、地下の温度と圧
   力とくおいて不凝縮性であるもの。 （６）特許請求の範囲第１項に記載の方法において、前
   記の安定な泡が２２．４ないし３７４　（３ｔｔＢない
   し５０ｆｔ３対１ｇａｌ　）の気液容積比を有し、重量
   比０．５／１００ないし１．０／１００の界面活性剤を
   含有する発泡性溶液から形成されるもの。 （７）特許請求の範囲第１項に記載の方法において。 前記粒状材料が、処理される地下層の分析によって定め
   られる粘度分布を有する格付は混合物であるもの。 （８）特許請求の範囲１ニア項に記載の方法において、
   粒状材料の１０畳粒度が、地下層の粒度の９０１粒度よ
   り６倍ないし１００倍も小さい範囲にあるもの。 （９）特許請求の範囲第８項に記載の方法において、前
   記粒状材料が砂であるもの。 ＯＩ　　特許請求の範囲第８項に記載の方法において、
   前記粒状材料がシリカ粉末であるもの。 ｆｉｌ）　　特許請求の範囲＄２項に記載の方法におい
   て、重カオーパライｒが発生するまで蒸気を射出する前
   記段階と、前記泡と前記粒状材料とを射出する前記段階
   とが、前記射出蒸気に応じて前記の流動化された粘性原
   油が流れるＫっれて、前記地層の連続的な浸透性の調整
   に備えて変換されるもの。