JPS6015106B2 - 炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置 - Google Patents
炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置Info
- Publication number
- JPS6015106B2 JPS6015106B2 JP7520980A JP7520980A JPS6015106B2 JP S6015106 B2 JPS6015106 B2 JP S6015106B2 JP 7520980 A JP7520980 A JP 7520980A JP 7520980 A JP7520980 A JP 7520980A JP S6015106 B2 JPS6015106 B2 JP S6015106B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- electrode
- layer
- main pipe
- pipe
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- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は炭化水素系地下資源を電気加熱する場合に使
用する電極装置に係る。
用する電極装置に係る。
さらに詳しくいえば、地中に存在する高粘度、低流動性
の炭化水Ｚ素を井戸から生産するに際して、当該炭化水
素の流動性を高めるため地中に通電し加熱するための使
用する電極装置に関するものである。ここでいう「炭化
水素」とは、ベトロリウムまたはオイル、オイルサンド
（タールサンドともよばれる）に含まれるビチユーメン
（Ｂｊ瓜ｍｅｎ）、オイルシェルに含まれるケロゲン（
Ｋｅｒｏｇｅｎ）を指し、以下簡略化のためこれら炭化
水素をオイルと呼ぶことにする。
の炭化水Ｚ素を井戸から生産するに際して、当該炭化水
素の流動性を高めるため地中に通電し加熱するための使
用する電極装置に関するものである。ここでいう「炭化
水素」とは、ベトロリウムまたはオイル、オイルサンド
（タールサンドともよばれる）に含まれるビチユーメン
（Ｂｊ瓜ｍｅｎ）、オイルシェルに含まれるケロゲン（
Ｋｅｒｏｇｅｎ）を指し、以下簡略化のためこれら炭化
水素をオイルと呼ぶことにする。
また、「生産」とは、自噴、汲出し、流体移送など油井
から流動性のオイルを取出すことをいう。地中に存在す
るオイルが流動性を有する場合は、地表より油層に到達
する井戸を掘り、油層に共存するガス圧による自噴、あ
るいはポンプによる汝上げ、あるいは一方の井戸より塩
水等の液体を圧入し他方の井戸から流出させるなどの方
法でオイルを生産することが可能である。
から流動性のオイルを取出すことをいう。地中に存在す
るオイルが流動性を有する場合は、地表より油層に到達
する井戸を掘り、油層に共存するガス圧による自噴、あ
るいはポンプによる汝上げ、あるいは一方の井戸より塩
水等の液体を圧入し他方の井戸から流出させるなどの方
法でオイルを生産することが可能である。
しかし、地中のオイルの流動性が低い場合は、オイルが
流動するための手段を鰭じなければ生産できない。オイ
ルを流動化させる為の一般的な方法は、加熱によりオイ
ルの粘度を低下させる方法で、流動化に適した温度はオ
イルの個々の性状により異なるが、地中の油層を加熱す
る必要が生ずる。油層の加熱方法として、熱りｋの注入
、高温高圧水蒸気の注入、地中通電、地中燃焼法（地中
の油層に着火させ空気を送り燃焼させる）、爆薬の利用
などが提唱されているが、後二者は制御が難しく一般性
に乏しい。熱水あるいは高温高圧水蒸気注入法は、油層
を加熱しオイルの流動・性を高めると同時に流動化した
オイルを地表へ流出させることも可能であるが、油層に
裂け目などの通過抵抗の低い個所が存在すると、その個
所ばかりを通り抜け全体に拡散しないおそれがあり、反
対に油層が固く繊密な場合は熱水あるいは蒸気が拡散せ
ず温度が上昇しがたい。通電加熱法は油層に複数の井戸
を堀り、これら井戸に電極を設置し、各電極間に電位差
を与えて油層の導電性を利用して加熱するの０で、油層
に裂け目があったり、あるいは固く繊密であっても全体
を加熱しやすい利点がある。しかし、流動化したオイル
を取り出すには別の手段が必要である。そこで、オイル
生産の効率を上げる方法として夕まず通電法により油層
を加熱し、油層が軟化した時に熱水あるいは高温高圧水
蒸気を注入して加熱を続けるとともに流動化したオイル
を取り出す方法が考えられている。
流動するための手段を鰭じなければ生産できない。オイ
ルを流動化させる為の一般的な方法は、加熱によりオイ
ルの粘度を低下させる方法で、流動化に適した温度はオ
イルの個々の性状により異なるが、地中の油層を加熱す
る必要が生ずる。油層の加熱方法として、熱りｋの注入
、高温高圧水蒸気の注入、地中通電、地中燃焼法（地中
の油層に着火させ空気を送り燃焼させる）、爆薬の利用
などが提唱されているが、後二者は制御が難しく一般性
に乏しい。熱水あるいは高温高圧水蒸気注入法は、油層
を加熱しオイルの流動・性を高めると同時に流動化した
オイルを地表へ流出させることも可能であるが、油層に
裂け目などの通過抵抗の低い個所が存在すると、その個
所ばかりを通り抜け全体に拡散しないおそれがあり、反
対に油層が固く繊密な場合は熱水あるいは蒸気が拡散せ
ず温度が上昇しがたい。通電加熱法は油層に複数の井戸
を堀り、これら井戸に電極を設置し、各電極間に電位差
を与えて油層の導電性を利用して加熱するの０で、油層
に裂け目があったり、あるいは固く繊密であっても全体
を加熱しやすい利点がある。しかし、流動化したオイル
を取り出すには別の手段が必要である。そこで、オイル
生産の効率を上げる方法として夕まず通電法により油層
を加熱し、油層が軟化した時に熱水あるいは高温高圧水
蒸気を注入して加熱を続けるとともに流動化したオイル
を取り出す方法が考えられている。
この方法に使用する電極菱層は、効率よく油層を加熱す
るために、油層以外への電流の漏洩をできる限り避ける
よう電気絶縁を施す必要があり、地中の土庄とか加熱に
より発生した蒸気または注入された熱水あるいは高温高
圧水蒸気の圧力で破壊しないことが必要であり、さらに
熱水あるいは高温高圧水蒸気が洩れないことが必要であ
る。この電極装置についてより具体的に説明するため、
オイルサンドよりオイルを生産する場合の例を以下に述
べる。オイルサンドはタールサンドとも呼ばれ、カナダ
、ベェネゼラ、アメリカ合衆国に埋蔵が確認されている
。オイルサンド中のオイルは、砂の表面および砂と砂と
の間隙に塩水と共存しているが、極めて粘度が高く自然
に存在する状態では流動性を有しない。オイルサンドの
層はＺ狭谷、川岸などで１部露出している他は、大部分
地下２００〜５００肌の深さに数十肌の厚さで存在しオ
イルサンドを堀り出し地上でオイルを分離するのは経済
性および環境保護の面から制約を受けるため、地中より
オイルのみを取り出す必要がある。２また、地中の浅い
層からのオイルの生産は陥没の危険があるため、地下３
００の以下の層から採取するのが望ましいとされる。
るために、油層以外への電流の漏洩をできる限り避ける
よう電気絶縁を施す必要があり、地中の土庄とか加熱に
より発生した蒸気または注入された熱水あるいは高温高
圧水蒸気の圧力で破壊しないことが必要であり、さらに
熱水あるいは高温高圧水蒸気が洩れないことが必要であ
る。この電極装置についてより具体的に説明するため、
オイルサンドよりオイルを生産する場合の例を以下に述
べる。オイルサンドはタールサンドとも呼ばれ、カナダ
、ベェネゼラ、アメリカ合衆国に埋蔵が確認されている
。オイルサンド中のオイルは、砂の表面および砂と砂と
の間隙に塩水と共存しているが、極めて粘度が高く自然
に存在する状態では流動性を有しない。オイルサンドの
層はＺ狭谷、川岸などで１部露出している他は、大部分
地下２００〜５００肌の深さに数十肌の厚さで存在しオ
イルサンドを堀り出し地上でオイルを分離するのは経済
性および環境保護の面から制約を受けるため、地中より
オイルのみを取り出す必要がある。２また、地中の浅い
層からのオイルの生産は陥没の危険があるため、地下３
００の以下の層から採取するのが望ましいとされる。
通電によりオイルサンド層を加熱する場合を模型的に示
せば第１図のごとく電極装置が配置され２る。
せば第１図のごとく電極装置が配置され２る。
第１図において、１，１１は鋼管で作られたケーシング
、２，１２はケーシング１，１１に接合された絶縁物、
３，１３は絶縁物、２，１２に接合された電極、４，１
４は電極３，１３に電流を送るケーブルでこれらを併せ
て電極装置とよ３ぶ。５は電源装置６はオイルサンド層
、７は電極３，１３の間の電流、８は地上、９はオイル
サンド上層、１０はオイルサンド下層である。
、２，１２はケーシング１，１１に接合された絶縁物、
３，１３は絶縁物、２，１２に接合された電極、４，１
４は電極３，１３に電流を送るケーブルでこれらを併せ
て電極装置とよ３ぶ。５は電源装置６はオイルサンド層
、７は電極３，１３の間の電流、８は地上、９はオイル
サンド上層、１０はオイルサンド下層である。
オイルサンド層６に埋設した電極３，１３に地上の電極
装置５よりケーブル４，１４を通じて電圧が印加３され
ると、オイルサンド層６中の電気抵抗に応じて電流７が
流れてジュール損が発生しオイルサンド層６が加熱され
る。このとき電流７の１部はオイルサンド上層９および
オイルサンド下層１０へも流れるが、ケーシング１，１
１と電極３，１３４の間に絶縁物２，１２が介在するた
め、電流７の洩れは小さく抑えられる。オイルサンド層
６が温まれば通電を止め、電極装置の一方のケーシング
ーの上部から熱水あるいは高温高圧水蒸気を圧入すれば
、オイルサンド層６中を通り、他方の電極装置のケーシ
ング１１よりオイルとともに流出する。熱水あるいは高
温高圧水蒸気の流出をよくするため、電極３，１３には
紬孔があげられるのでタ普通である。第２図は従来装置
を示す断面図であり第２図において、３，６，９は従来
と同様である。１５は第１及び第２の管体１６ａ，１５
ｂからなる主導管、１６は両替体１５ａ，１５ｂ間に介
在し両替体１５ａ，１５ｂ間を絶縁した第１の０絶縁部
材、１７は第２の絶縁部材で、第１の絶縁部材１６を覆
い第１の絶縁部村１６の近傍の主導管１５の外周を図績
している。
装置５よりケーブル４，１４を通じて電圧が印加３され
ると、オイルサンド層６中の電気抵抗に応じて電流７が
流れてジュール損が発生しオイルサンド層６が加熱され
る。このとき電流７の１部はオイルサンド上層９および
オイルサンド下層１０へも流れるが、ケーシング１，１
１と電極３，１３４の間に絶縁物２，１２が介在するた
め、電流７の洩れは小さく抑えられる。オイルサンド層
６が温まれば通電を止め、電極装置の一方のケーシング
ーの上部から熱水あるいは高温高圧水蒸気を圧入すれば
、オイルサンド層６中を通り、他方の電極装置のケーシ
ング１１よりオイルとともに流出する。熱水あるいは高
温高圧水蒸気の流出をよくするため、電極３，１３には
紬孔があげられるのでタ普通である。第２図は従来装置
を示す断面図であり第２図において、３，６，９は従来
と同様である。１５は第１及び第２の管体１６ａ，１５
ｂからなる主導管、１６は両替体１５ａ，１５ｂ間に介
在し両替体１５ａ，１５ｂ間を絶縁した第１の０絶縁部
材、１７は第２の絶縁部材で、第１の絶縁部材１６を覆
い第１の絶縁部村１６の近傍の主導管１５の外周を図績
している。
１８は主導管１５と鷺極３とを連結したカップリング、
１９は電極３と主導管１５との間を水密に仕切った仕切
部タ村、２０は主導管１５を貫通し仕切部村１９を介し
て電極３と接続された電気導体、２１は主導管１５内に
配置され仕切部材１９の近傍で閉口した絶縁油供給管、
２２は主導管１５内に配置され仕切部材を水密に貫通し
て電極３内で開口した水管ひである。
１９は電極３と主導管１５との間を水密に仕切った仕切
部タ村、２０は主導管１５を貫通し仕切部村１９を介し
て電極３と接続された電気導体、２１は主導管１５内に
配置され仕切部材１９の近傍で閉口した絶縁油供給管、
２２は主導管１５内に配置され仕切部材を水密に貫通し
て電極３内で開口した水管ひである。
２３は電極３を挿入するために堀つた穴２４と主導管１
５とのすきまを埋めるセメントで、底部は電極３の近傍
に達している。
５とのすきまを埋めるセメントで、底部は電極３の近傍
に達している。
２５は塩水や熱水がセメント２３と主導管１５とのすき
まを上昇しないように設けられた閉寒物である。
まを上昇しないように設けられた閉寒物である。
オタイルサンド層６を加熱するには、第２図において、
水管２２より矢印Ａの方向に塩水を送り、電極３内を通
って関口部３ａから矢印Ｂのように電極３挿入用に掘っ
た穴を満たす。次に、絶縁油供給管２１より矢印Ｃの方
向に絶縁油を送り矢印Ｄ方向に循環させ、電流を流して
オイルサンド層６を電気加熱する。一定期間電気加熱後
、通電を中止し、水管２２に塩水に変えて熱水を送って
、熱水による加熱をする。以下、第１図と同機にして、
オイルサンド層６を加熱してオイルを取り出す。上記の
ように従来装置においては、主導管１６内に電気導体２
０、水管２２、絶縁油供給管２１が収納され、接続され
ている。
水管２２より矢印Ａの方向に塩水を送り、電極３内を通
って関口部３ａから矢印Ｂのように電極３挿入用に掘っ
た穴を満たす。次に、絶縁油供給管２１より矢印Ｃの方
向に絶縁油を送り矢印Ｄ方向に循環させ、電流を流して
オイルサンド層６を電気加熱する。一定期間電気加熱後
、通電を中止し、水管２２に塩水に変えて熱水を送って
、熱水による加熱をする。以下、第１図と同機にして、
オイルサンド層６を加熱してオイルを取り出す。上記の
ように従来装置においては、主導管１６内に電気導体２
０、水管２２、絶縁油供給管２１が収納され、接続され
ている。
従って、水管２２と主導管１５の内壁との間隙が狭くな
り、水管２２内に熱水を通してオイルサンド層６を加熱
する際、水管２２より絶縁油をへて主導管１５よりオイ
ルサンド上層９への熱ロスが大きく、加熱効率が悪く、
さらに、現地において電極装層を縄立てる場合、電気導
体２０、水管２２、絶縁油供給管２１を各自接続し、そ
の後主導管１５を接続するという操作を操返えし行なっ
て所定の長さの電極装檀を絹上げるために組立に非常に
大きな労力を要するという欠点があった。この発明は、
上記のような欠点をなくし組立が容易で、熱効率の良い
電極装置を得ることを目的とする。
り、水管２２内に熱水を通してオイルサンド層６を加熱
する際、水管２２より絶縁油をへて主導管１５よりオイ
ルサンド上層９への熱ロスが大きく、加熱効率が悪く、
さらに、現地において電極装層を縄立てる場合、電気導
体２０、水管２２、絶縁油供給管２１を各自接続し、そ
の後主導管１５を接続するという操作を操返えし行なっ
て所定の長さの電極装檀を絹上げるために組立に非常に
大きな労力を要するという欠点があった。この発明は、
上記のような欠点をなくし組立が容易で、熱効率の良い
電極装置を得ることを目的とする。
第３図はこの発明の一実施例を示す断面図であり、第４
図は、この発明の電極装置の接続説明図であり、第５図
は接続部分図である。各図において、３，６，９，１５
〜１９，２３，〜２５は従来装置と全く同一のものであ
り、２６は主導管１５と同軸に配置した水管であり、２
７は電極３と接続する電気導体であり、２８は電気導体
２７間を接続するコネクターである。第４図は主導管１
５を接続するまえの状態を示し、主導管１５の端部のＰ
Ｔネジをカプリング１８にねじ込み接続すると第５図の
ようになり、水管２６と電気導体２７も自動的に接続さ
れる構造となっている。上記のように構成された電極装
置において、オイルサンド層６を加熱し、オイルを取り
出す操作は従来装置と同様であり、従来装置のような絶
縁油を循環させる操作は不要である。
図は、この発明の電極装置の接続説明図であり、第５図
は接続部分図である。各図において、３，６，９，１５
〜１９，２３，〜２５は従来装置と全く同一のものであ
り、２６は主導管１５と同軸に配置した水管であり、２
７は電極３と接続する電気導体であり、２８は電気導体
２７間を接続するコネクターである。第４図は主導管１
５を接続するまえの状態を示し、主導管１５の端部のＰ
Ｔネジをカプリング１８にねじ込み接続すると第５図の
ようになり、水管２６と電気導体２７も自動的に接続さ
れる構造となっている。上記のように構成された電極装
置において、オイルサンド層６を加熱し、オイルを取り
出す操作は従来装置と同様であり、従来装置のような絶
縁油を循環させる操作は不要である。
この発明によると、水管を主導管と同軸に配置したので
、水管と主導管間が、従来装置の水管と主導管間距離よ
り大きくすることができ、それだけ断熱効果のよいもの
となり、熱ロスの少ない装置となった。また、主導管と
水管を同軸としたことにより、主導管を接続すれば、自
動的に水管も接続できる構造となり、組立が簡単となっ
た。
、水管と主導管間が、従来装置の水管と主導管間距離よ
り大きくすることができ、それだけ断熱効果のよいもの
となり、熱ロスの少ない装置となった。また、主導管と
水管を同軸としたことにより、主導管を接続すれば、自
動的に水管も接続できる構造となり、組立が簡単となっ
た。
第１図は装置の模形図、第２図は従来装置を示す断面図
、第３図はこの発明の一実施例を示す断面図、第４図は
この発明の装置接続説明図、第５図は接続部分図である
。 図において、３は電極、１５は主導管、２６は水管であ
る。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す
。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
、第３図はこの発明の一実施例を示す断面図、第４図は
この発明の装置接続説明図、第５図は接続部分図である
。 図において、３は電極、１５は主導管、２６は水管であ
る。なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す
。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- １ 円管状の主導管と電極とを連結し、上記主導管を貫
通した水管に熱水を流すものにおいて、上記水管を円管
状として上記主導管と同軸に配置したことを特徴とする
炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7520980A JPS6015106B2 (ja) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | 炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置 |
| CA000378650A CA1165361A (en) | 1980-06-03 | 1981-05-29 | Electrode unit for electrically heating underground hydrocarbon deposits |
| US06/269,180 US4412124A (en) | 1980-06-03 | 1981-06-02 | Electrode unit for electrically heating underground hydrocarbon deposits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7520980A JPS6015106B2 (ja) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | 炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57866A JPS57866A (en) | 1982-01-05 |
| JPS6015106B2 true JPS6015106B2 (ja) | 1985-04-17 |
Family
ID=13569570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7520980A Expired JPS6015106B2 (ja) | 1980-06-03 | 1980-06-03 | 炭化水素系地下資源の電気加熱用電極装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015106B2 (ja) |
-
1980
- 1980-06-03 JP JP7520980A patent/JPS6015106B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57866A (en) | 1982-01-05 |
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