NO821875L - Fremgangsmaate og elektrisk apparat for utvinning av olje - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et elektrisk apparat for forsterket utvinning av olje.

Tallrike fremgangsmåter og innretninger som benytter elektrisk energi er blitt foreslått og utprøvet for å

øke mobiliteten hos hydrokarboner i deres geologiske felt og for å forbedre den tertiære utvinning av hydrokarboner.

En første kategori fremgangsmåter benytter oppvarming frembrakt av Joule-effekten. Disse fremgangsmåter gjør det nødvendig med en høy elektrisk kraft for i tilstrekkelig grad å varme opp petroleumsfeltet og de benytter veksel-strøm.

Oppvarming benyttes f.eks. for å karbonisere olje-skifer i de fremgangsmåter som er beskrevet i U.S. patent nr. 3.106.244, 3.137.347 og 3.428.125 (H. Parker).

Man benytter likeledes oppvarming for å gjøre para-finer, asfalter eller tjære flytende eller for å redusere viskositeten. U.S. patent nr. 1.372.743 (B. Gardner), 3.848.671 (L. Kern) og 3.149.672 (J. Orkiszewski et al)..

Man har likeledes benyttet oppvarming som skyldes gjennomføring av en elektrisk strøm for å frembringe vann-damp på stedet: U.S. patent nr. 3.507.330, 3.547.193, 3.605.888, 3.614.986 (W.G. Gill et al), 3.620.300 (F. Crowson) og 3.547.192 (E. Claridge).

En annen kategori fremgangsmåter benytter elektrolyse og gassene som oppstår på grunn av dette for å sette petroleumsfeltet under trykk eller for å få dem å gå sammen til hydrokarboner. Slike fremgangsmåter er beskrevet i U.S. patent nr. 1.784.214 (P.Workman), 3.103.975 (A.W. Hauson), 3.724.543 og 3.782.465 (C.W. Bell et al) og 4.037.655 (N. ) Carpenter).

En tredje kategori fremgangsmåter benytter virk-ningen av en likestrøm på en væske som finnes i porøst miljø som kan samle seg i kapillarrør for å forskyve væsken ved hjelp av et fenomen som er kjent under betegnelsen elektroosmose.

Elektroosmosefenomenet benyttes f.eks. for å unngå inntrengning gjennom bunnen av petroleumsbrønnen av et lag

saltvann (Coning-effekten).

U.S. patent nr. 3.202.215 (A. Stanowis) beskriver en fremgangsmåte hvor man benytter elektroosmose for å opp-rettholde en linse av rent vann på bunnen av brønnene for å trenge tilbake saltvannet.

Andre patenter beskriver fremgangsmåter som gjør det mulig å forskyve petroleum ved hjelp av elektroosmose.

Fransk patent nr. 1.268.588 (Institut Fran<?ais du Pétrole) beskriver en fremgangsmåte hvor man mellom to elektroder plassert på to punkter i et petroleumfelt påfører en høy potensialdifferanse i en bestemt retning, f.eks. en potensialdifferanse mellom 1000 og 100.000 volt.

U.S. patent nr. 2.799.641 (T.G. Bell) beskriver en fremgangsmåte for forøket gjenvinning hvor man påfører en potensialdifferanse mellom en første elektrode med positiv polaritet plassert i feltet i en avstand fra en produksjons-brønn og en annen elektrode med negativ polaritet plassert i produksjonsbrønnen og i direkte kontakt med reservoaret for produksjonen.

Den kontinuerlige spenning er minst 70 volt og strømstyrken ca. 10 ampere. Petroleum forskyves mot katoden. Strømmen avbrytes periodisk med en frekvens på 6 - 30 sykler pr. minutt. Man kan likeledes benytte støt som skyldes ut-ladning av en kondensator som er ladet under en spenning i størrelsesorden 1000 - 3000 volt. Man kan likeledes benytte en asymmetrisk vekselspenning som har en frekvens på 1 -

10 Hz.

U.S. patent nr. 3.417.823 (S.R. Faris) beskriver en fremgangsmåte hvorunder en plasserer en anode og en katQ-de i den samme brønn og forskyver vann mot katoden ved hjelp av elektroosmose.

U.S. patent nr. 3.642.066 (William G. Gill) beskriver en fremgangsmåte for forøket gjenvinning hvor man plasserer en katode i en produksjonsbrønn og en anode i en ekstra brønn for å forskyve vann i formasjonen mot anoden og petroleum mot katoden. Man påfører mellom anoden og katoden en potensialdifferanse som er kontinuerlig men pulsert.

Elektrodene trenger inn i reservoarformasjonen.

U.S. patent 3.724.543 og 3.782.465 (Christy W. Bell og Charles H. Titus) beskriver innretninger hvor man plasserer en anode i en liten overflate i et hulrom plassert midt i formasjonen og hvor man innsprøyter ledende vann rundt denne anoden. Man etablerer en kontinuerlig potensialdifferanse på flere tusen volt mellom denne anoden og foringen i pro-duks jonsbrønnen som tjener som katode. Oppvarmet vann rundt anoden beveger seg mot katoden under påvirkning av trykk og elektroosmose og medfører petroleum.

Disse patenter viser at det er kjent å benytte en likestrømspotensialdifferanse som er kontinuerlig eller pulsert for å frembringe bevegelse av petroleum mot en elektrode ved en elektroosmosevirkning i et boremiljø benyttet samtidig med oppvarming og med elektrolyse av saltvann som finnes i formasjonen.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte for forøket gjenvinning som benytter elektrisk energi og samtidig optimaliserer drifts-balansen, dvs. forholdet mellom den ekstra petroleum som man kan gjenvinne og den benyttede elektriske energi.

Undersøkelser er utført i laboratoriet på._kjerne-prøver.

Disse stenprøvene vaskes og tørkes først og mettes deretter med saltvann. Man utfører deretter en sirkulasjon av olje gjennom prøvene inntil man får en ikke reduserbar metning med vann. Ved hjelp av differanse vil man da kunne beregne den petroleum som er impregnert i stenen.

Man påfører en likerettet potensialdifferanse mellom de to lengdeendene av kjerneprøven med en gitt varighet og måler mengden ekstra petroleum som trekkes ut av prøven enten under påføring av strømmen eller etterpå og man studerer hvorledes den ekstra petroleumsmengde som kan trekkes ut av prøven varierer som en funksjon av parametre såsom elektrisk felt, strømintensitet og varighet av påfør-ingen av denne og hvileperiodene som veksler med perioder hvor prøven settes under spenning.

Disse undersøkelser har bekreftet at hvis man ut-vinner petroleum bare ved hydraulisk utskylling ved å skape en trykkdifferanse mellom de to endene på stenprøven, vil man bare kunne gjenvinne en liten del av den petroleum som opp-rinnelig prøven var innsatt med (gjenvinning ved hyraulisk utskylling er mellom 50 og 40% for de fleste prøver i labo-ratorium og mellom 15 og 20% i et felt).

Hvis man deretter på visse tidspunkt påfører en ensrettet potensialdifferanse mellom de to endene av prøven, får man en ekstra utvinning av petroleum under en produksjon som kan være samtidig med eller følge etter påføringen av det elektriske felt.

Den ekstra petroleumsmengde er uavhengig av pro-duks jonsretningen i forhold til påføringsretningen for det elektriske felt, noe som tillater å anta at det elektriske felt begunstiger hydrokarbonenes evne til forskyvning uavhengig av retning. Det elektriske felt virker således ikke til å medføre petroleum mot katoden eller mot anoden, men til å bryte visse forbindelser som holder petroleumen i formasjonen såsom kapillarkrefter eller overflatespenninger og, når disse forbindelser er brutt, blir hydrokarbonene mer bevegelige.

Undersøkelser er utført for å bestemme hvorledes energibalansen varierer i prøvene, dvs. å bestemme den mengden ekstra petroleum som kan gjenvinnes som en funksjon av påføringstiden på det elektriske felt og derved på forbruket av elektrisk kraft.

Disse undersøkelser har vist at energibalansen stort sett er stabil under en bestemt påføringstid for det elektriske felt og at denne perioden varierer fra noen dager til noen måneder, alt etter formasjonens art og størrelsen på det elektriske felt. Stabiliteten på denne balansen viser at mengden ekstra petroleum som kan gjenvinnes varierer i samme forhold som påføringsvarigheten for det elektriske felt og at balansen, dvs. forholdet mellom mengden petroleum som kan utvinnes og den elektriske energi som er forbrukt, stort sett forblir konstant under påføringstiden for strømmen når denne ikke overskrider en bestemt øvre grense. For påførings-tider for det elektriske felt som er meget lange vil imidler-tid balansen avta og alt etter den relative pris for petroleum og elektrisk energi, vil man få en terskel hvorunder den økonomiske balanse blir ugunstig.

Disse undersøkelser viser at det er viktig for hvert petroleumfelt å på forhånd å bestemme den maksimale varighet for påføring av det elektriske felt for å unngå å fortsette å benytte elektrisk energi når dette gir et ugunstig resultat og for å bestemme den optimale varighet hvor balansen er gunstig.

Det er naturlig å anta at når man har påført det elektriske felt i en første periode hvoretter utvinningen av ekstra petroleum har falt under en økonomisk grense, vil dette være et tegn på at all petroleum som er utvinnbar ved denne fremgangsmåten er uttømt og at det vil være forgjeves å starte på nytt, noe som har vært forholdet ved de elektriske fremgangsmåter som har vært kjent inntil nå.

Undersøkelsene på kjerneprøvene har hatt det over-raskende resultat at hvis man på ny påfører et elektrisk felt etter en avbruddsperiode for strømmen, som vanligvis ligger mellom noen dager dg noen måneder, alt etter bergartenes natur, får man en ny utvinning av ekstra petroleum med en økonomisk balanse som vil være gunstig under en ny periode for påføring av det elektriske felt.

Man kan således gjenta perioder med påføring av

et elektrisk felt hvor man påfører et ensrettet elektrisk felt som har en varighet på fra noen dager til noen måneder, alt etter bergartenes natur, hvor disse periodene med elektrisk tømming er skilt av hvileperioder som har en varighet fra noen dager til noen måneder, alt etter bergartenes natur.

Forklaringen på dette fenomen er dårlig kjent.

Man kan sammenligne dette fenomenet med polariser-ings- og depolariseringssykler.

Undersøkelser som er utført på prøver har vist at utvinning av ekstra petroleum er merkbar selv i det tilfelle hvor det elektriske felt er lite og i størrelsesorden 0,1 V/m. Man kan selvsagt benytte potensiellgradienter som er høyere eller lavere. Et lite elektrisk felt påført i lang tid gir resultat som tilsvarer et høyt felt, f.eks. lvy/m>påført i kortere tid.

Mengden gjenvunnet petroleum er således stort sett proporsjonal med den elektriske energi som tilføres under på-føringsperiodene for det elektriske felt når dette har en varighet som ligger under en bestemt grense.

Man er således interessert i å benytte et svakt felt for å redusere tapene som skyldes oppvarming på grunn av Joule-effekten.

Utvinning av ekstra petroleum finner ikke nødven-digvis sted samtidig med påføringen av det elektriske felt. Den kan følge etter at man har avbrutt potensialdifferansen.

Undersøkelser utført på kjerneprøver med et veksel-strømsfelt som har en frekvens som ligger mellom noen Hz og noen KHz.

Disse undersøkelser har vist at under de samme be-tingelser får man ikke en forbedring av utvinningen av petroleum med et vekselstrømfelt som er like god som den man får når man påfører et ensrettet felt kontinuerlig eller pulserende .

Foreliggende oppfinnelse har til formål fremgangsmåter for forøket gjenvinning av petroleum som finnes i en reservoarformasjon fra brønner som strekker seg ned til den nevnte formasjonen.

Fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen er av den kjente type hvor man forskyver petroleum ved å påføre en ensrettet potensialdifferanse, kontinuerlig eller pulsert, mellom to elektroder hvor minst én er plassert i den nevnte brønn.

Undersøkelser på prøver har fått en til å foreslå en fremgangsmåte av denne type hvor man påfører en ensrettet potensialdifferanse i perioder som har en varighet som ligger mellom noen dager og noen måneder, hvor disse periodene er skilt av elektriske hvileperioder som har en varighet på mellom noen dager og noen måneder og hvor man gjentar syklene inntil mengden gjenvunnet petroleum faller under en lønnsom-hetsterskel.

Varigheten for de perioder hvor man påfører det ensrettede elektriske felt er fortrinnsvis like stor som varigheten på hvileperiodene.

Man kan med fordel forlenge den nedre elektrode

for å få en bedre fordeling av det elektriske felt innenfor de kraftgrenser som benyttes.

Man kan også med fordel forsøke å variere diskon-tinuerlig den vertikale avstand mellom elektrodene og likeledes kraften som påføres mellom de to elektrodene under undersøkelsen av feltet eller påføring av strømmen. For dette formål kan man foreta en undersøkelse av brønnen for å bestemme den maksimale dybde for den nedre elektrode.

Foran hver periode med påføring av en potensialdifferanse kan man fortrinnsvis sprøyte inn i reservoarformasjonen rundt brønnen en linse med væske med høy elektrisk motstand, f.eks. rent vann.

En innretning ifølge oppfinnelsen for å gjenvinne

en ekstra mengde petroleum fra brønner som er utstyrt med en metallisk foring som strekker seg minst ned til toppen av en reservoarformasjon og som kan trenge gjennom denne eller ikke, omfatter: - en elektrode med stor lengde som er plassert på bunnen av den nevnte brønn i et elektrisk ledende miljø som skaper en god elektrisk kontakt mellom den nevnte elektrode og bergartene som omgir denne og som er plassert nedenunder den nevnte reservoarformasjon, - en kilde for den ensrettede elektriske spenning plassert på overflaten,

- elektrisk ledende innretninger for å forbinde

den positive pol med den elektriske kilde hvor disse elektriske ledende innretninger er isolert fra den nevnte formasjon og den nevnte elektrisk ledende foring, - innretninger for å forbinde den negative pol på den elektriske kilde med den øvre ende av den nevnte foring, - og innretninger for å påføre den ensrettede

spenning som leveres av den nevnte kilde kontinuerlig eller pulsert med en frekvens på fra noen pulser pr. minutt i perioder som kan være flere dager til flere måneder og som alternerer med hvileperioder fra noen dager til noen måneder.

Den vertikale avstand mellom elektroden og den nedre ende av den ledende foring er minst 4 0 m.

Fremgangsmåtene og innretningene ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å gjenvinne en ekstra mengde petroleum fra produksjonsbrønner ved å påføre en elektrisk strøm hvis kostnad er mindre enn den økonomiske verdi på den ekstra gjenvundne petroleum. I forhold til de kjente elektroosmose-metoder som anvender en elektrisk spenning uten avbrudd inntil den petroleum som er utvinnbar ved denne fremgangsmåten er uttømt, tillater fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen å øke den totale mengde petroleum som man kan utvinne fra brønnene ved å alternere periodene hvor den ensrettede spenning påføres med elektriske hvilkeperioder hvor produksjonen kan finne sted.

Fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å skille fasene hvor elektrisk spenning påføres og produksjonsfasene. De gjør det mulig å øke produksjonen fra brønnene ved å plassere to elektroder i den samme brønn samtidig som et stort volum av formasjonen som er plassert rundt brønnen påvirkes.

Ett av fortrinnene ved fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen hvor de to elektroder plasseres i den samme brønn hviler på det forhold at det er mulig å velge avstanden mellom elektrodene, noe som ikke er tilfelle når elektrodene er plassert i to forskjellige brønner og å variere avstanden mellom elektrodene.

Den følgende beskrivelse refererer seg til de ved-heftede tegninger som uten begrensning viser innretningene for å utføre fremgangsmåtene ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 - 4 er vertikale snitt av produksjonsbrønnen som er eksempler hvor de to elektroder er plassert i samme brønn.

Fig. 5 er et vertikalsnitt som viser et eksempel på utførelsen av fremgangsmåten hvor man benytter to brønner.

Fig. 1 viser en brønn 1 som er boret ned i bakken og som strekker seg til en reservoarformasjon 2 som inneholder petroleum og vann. Brønnen 1 er f.eks. en produk-sjonsbrønn. En tetningspakning 11 deler formasjonen i to deler, en øvre del 2a som er de lag som produserer petroleum på et gitt tidspunkt ved utnyttelsen av feltet, og en nedre del 2b som inneholder vann som vanligvis er salt.

Brønnen 1 er utstyrt med en metallisk foring 3 (casing) som avsluttes i en sko 3a plassert på toppen av reservoarformasjonen. Det dreier seg i dette eksempelet om en undersøkelsesbrønn. Brønnen 1 er vanligvis utstyrt med produksjonsrør 4 hvor den øvre ende er forbundet med en produksjonsledning 5. Røret 4 kan være utstyrt, som vist i fig. 1, med en pumpe som består av et stempel 6 med en stempelstang 7 som går gjennom en tetningsboks 8.

I det eksempel som er vist, er brønnen utstyrt med et opphengt isolerende rør 25 som har en diameter som er mindre enn foringen og hvor den øvre ende er festet til en tetnintspakning 21 festet til foringen. Dette opphengte røret er av isolerende materiale såsom en harpiks armert med glassfiber. Det går gjennom formasjonen 2 og er utstyrt med perforeringer 25a i det området hvor det trenger gjennom reservoarformasjonen 2a.

Den nedre ende av produksjonsrøret er plassert ovenfor den øvre ende av det opphengte røret 25 og ovenfor toppen av reservoarformasjonen.

Den nedre ende av produksjonsrøret er utstyrt med en stoppventil 30. En tetning 31 er plassert mellom ventilen 30 og den øvre ende av det opphengte røret som er utstyrt med en utvidelse 32.

Borehullet 1 strekker seg normalt til bunnen av reservoaret 2.

For å utføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hvor de to elektroder plasseres i samme brønn, er det gunstig å forlenge boringen under bunnen av reservoarformasjonen i en lengde som ligger mellom 20 og 500 m forholdende tatt i be-

traktning.

Fig. 1 viser en brønn som strekker seg under bunnen av formasjonen. Det opphengte røret 25 forlenger seg likeledes under bunnen og den nedre ende av røret er plassert i en avstand i størrelsesorden 10 m under bunnen av brønnen.

En elektrode 9 er plassert på bunnen av brønnen i et elektrisk ledende miljø 9a som etablerer en god elektrisk kontakt mellom elektroden 9 og den omgivende bergart. Det elektrisk ledende miljø kan f.eks. være saltvann som kommer fra lagene 2b i formasjonen. Det kan likeledes være en ikke-elektrolyserbar væske som inneholder elektrisk ledende par-tikler eller et metallpulver eller en metallegering som smel-ter ved lav temperatur, f.eks. en legering av vismutt, bly, tinn, kadmium og antimon.

Elektroden 9 har en stor lengde, større enn noen meter, slik at strømtettheten fra elektroden reduseres noe som gjør det mulig å unngå en temperaturøkning på grunn av Joule-effekten og å redusere korrosjonen.

I utførelsen i fig. 1 er elektroden 9 plassert i den nedre ende av en ledende stang 33 som er belagt med et isolerende belegg 10 som isolerer stangen i hele dens lengde, bortsett fra den nedre enden som virker som elektrode. Den nedre ende er fortrinnsvis fjernbar for å gjøre det enklere å erstatte elektroden i de tilfeller hvor denne slites. En tetningspakning 34 er plassert mellom det isolerende belegg 10 og det opphengte røret 25 på et nivå som tilsvarer eller er lavere enn pakningen 11.

Den ledende stangen 33 er festet i den nedre del

av ventilhuset 30 ved hjelp av et feste som sikrer elektrisk ledning og som er utstyrt med perforeringer for gjennomføring av petroleum. Produksjonsrøret 4 tjener som leder for å sette elektroden 9 under spenning.

Den øvre ende av røret 4 er forbundet med polen på en ensrettet spenningskilde 22 som er kontinuerlig eller pulsert, og den øvre ende av foringen 3 er forbundet med den andre polen på kilden 22. Røret er fortrinnsvis forbundet med den positive polen og elektroden 9 er en anode.

Dette valget av polariteter fører til at elektro-lytiske korrosjonsfenomener som kan påvirke anoden er lnyt-tet til elektroden som er festet til røret som det er enkelt å fjerne fra brønnen og erstatte.

Foringen 3 er vanligvis en metallforing som er

i elektrisk kontakt med den omgivende bergart.

Produksjonsrøret 4 som virker som leder er isolert fra den elektrisk ledende foring av et isolerende rør 14 som sammen med foringen 3 og røret 4 begrenser to ringformede koaksiale ledere 15 og 16 som står i forbindelse i sin nedre ende.

Man kan sirkulere en isolerende væske f.eks. en mineralolje mellom foringen og røret for å fjerne varme som skyldes oppvarming av røret på grunn av Joule-effekten. F.eks. kan de to øvre endene av de ringformede ledere 15

og 16 hhv. være forbundet med kanaler 17 og 18 som tilfører og fjerner isolerende olje som sirkuleres ved hjelp av pum-pen 19 og som føres tilbake til et oljebasseng 20.

Spenningen som leveres fra kilden 22 er en høy ensrettet spenning som f.eks. er mellom 200 volt og flere tusen volt.

Den ensrettede spenningen kan påføres kontinuerlig eller pulsert med frekvenser i størrelsesorden flere pulser pr. minutt.

Den ensrettede spenning påføres i en første periode med lang varighet fra flere dager til flere måneder hvoretter påføringen av den elektriske spenning stoppes i en annen periode med lang varighet, dvs. en periode på fra flere dager til flere måneder og som f.eks. kan ha samme varighet som den forangående periode. Under denne annen periode kan utvinningen av petroleum finne sted.

Man starter deretter en ny påføringsperiode for strøm og en elektrisk hvileperiode inntil petroleumsproduk-sjonen faller under en grense.hvor den økonomiske verdi på den utvundne petroleum under en syklus er mindre enn kostnaden på den elektriske energi som påføres under den samme syklus.

Innretningen i fig. 1 gjør det mulig å plassere to elektroder i den samme brønn med en avstand mellom elektrodene som kan være stor, f.eks. i størrelsesorden flere titalls meter slik at volumet av formasjonen som gjennomtrenges av linjene i det elektriske felt fra anoden og katoden er stort.

Avstanden mellom anoden og den nedre ende av f5r-ingen som tjener som katode er mer enn 40 meter for å påvirke et tilstrekkelig stort formasjonsvolum.

Man kan legge merke til i dette eksempelet at hverken anoden eller katoden befinner seg i reservoarformasjonen til forskjell fra de kjente fremgangsmåter hvor en forsøker å kanalisere petroleum mot én elektrode, vanligvis mot katoden, som er plassert i formasjonen. Det elektriske felt benyttes for å gjøre petroleum mer bevegelig ved å modifisere de kapillære tiltrekningskrefter hvoretter petroleum føres mot brønnene ved kjente fremgangsmåter, f.eks-trykkutdrivning.

Man viser i fig. 1 en linse av væske med dårlig ledningsevne 23 som kan sprøytes inn i reservoarformasjonen 2 rundt brønnen fra røret 4 før påføringen av den elektriske spenning. Væsken 23 er en væske med høy motstand, f.eks. rent vann. Rundt brønnen danner denne mellom elektroden og den nedre enden av foringen 3 en ringformet sone med stor motstand slik at man får en stor inntrengning av elektrisk spenning i formasjonen 2a for å forbedre utvinningen i et enda større volum av formasjonen rundt en enkelt brønn.

Fig. 2 viser en utførelse ifølge oppfinnelsen hvor en produksjonsbrønn 1 er utstyrt med en perforert foring 3 som går gjennom reservoarformasjonen 2 og hvor skoen 3a er plassert på bunnen av formasjonen. De tilsvarende deler er gjengitt med tilsvarende tall i fig. 1 og 2.

I dette eksempelet er brønnen likeledes forlenget under bunnen av formasjonen i en lengde som ligger mellom 20 m og 500 m og den er utstyrt med et isolerende opphengt rør 25 hvor den øvre ende er forbundet med pakningen 11 som skiller de produserende lag 2a fra de underliggende lag 2b.

Den elektrisk ledende foring 3 er forlenget i en

Den elektrisk ledende foring 3 er forlenget i en del som befinner seg under perforeringen og i laget 2b som ligger under det produserende lag 2a. Forlengelsen er utstyrt med en ring av isolerende materiale 13 som trenger inn 1 formasjonen 2b.

Ventilhuset 30<-.er isolert elektrisk fra foringen og tetningspakningen 31 er samtidig en isolerende pakning. Alle de andre deler av fig. 2 tilsvarer delene med samme nr. i fig. 1.

Som i fig. 1 er elektroden 9 en anode som er forbundet med den positive pol i en ensrettet spenningskilde 22, foringen 3 er.forbundet med den negative pol i kilden 22. Anoden 9 og den nedre ende av foringen'3 er plassert ovenfor den isolerende ring 13 og er plassert i en avstand fra hverandre på minst 40 m og avstanden kan være flere hundre meter. Kontinuerlig spenning som leveres fra kilden 22 ligger på mellom 200 volt og 10.000 volt. Motstanden som tilsvarer formasjonsvolumet plassert mellom de to elektrodene er i størrelsesorden noen ohm og strømintensiteten ligger mellom noen hundredels og noen tusendels ampere.

Fig. 3 viser et vertikalsnitt av en annen utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Dette eksempelet viser en produksjonsbrønn med et dobbeltrør, et produksjonsrør 4

og et elektroderør som omfatter en leder 33 omsluttet av en isolerende muffe 10.

MetallfSringen 3 går gjennom reservoarformasjonen

2 og er utstyrt med perforeringer 27 i dette området.

Brønnen er boret under skoen 3a på foringen i en lengde på 40 m eller mer, alt etter anvendelsen.

I dette eksempelet kan anoden 9 forskyves ved å heve eller senke det elektriske rør under utførelsen og på denne måte forandre avstanden mellom elektrodene. Lengden av boringen under skoen på foringsrøret utgjør den laveste avstanden for elektroden.

Fig. 4 viser en montasje tilsvarende fig. 1. Den eneste forskjell er at den metalliske foring 3 er utstyrt med en isolerende foring 13 som elektrisk skal isolere den

nedre del av foringen fra den øvre del.

Siden foringen i produksjonsbrønnen allerde er på plass og vanligvis består av metallrør, deler man foringen i en lengde på flere meter av en utskjæring som er plassert i en avstand av 1 til flere titalls meter over toppen av formasjonen.

Etter å ha gjennomført denne utskjæringen fylles de utskårne rom med en ring 13 av isolerende materiale, f.eks. en polymeriserbar harpiks som trenger inn i den omgivende bergart. Denne løsning gjør det mulig å bringe den nedre ende av katoden over den isolerende ring 13, dvs. flere titalls meter over toppen av reservoarformasjonen.

En annen løsning i det tilfelle hvor brønnen ikke allerede er utstyrt med en metallforing, består i å bringe inn en foring som i sin øvre del er utstyrt med et avsnitt på flere titalls meter som er isolerende, f.eks. et avsnitt som består av harpiks armert med glassfibre.

Fig. 5 viser en annen anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hvor to elektroder er plassert i horisontal avstand fra hverandre og i to brønner 1 og la. Brønnen 1 kan være en produksjonsbrønn, f.eks. en brønn som er utstyrt med en perforert foring 3 som går gjennom reser-voarf ormas jonen 2 og et produksjonsrør 4.

I det eksempelet som er vist, benytter man to kilder likespenning, 22a og 22b som leverer to likespenning-er som kan være like eller forskjellige.

Røret 4 og foringen 3 i én av brønnene, f.eks. brønnen la, er forbundet i parallell med den negative pol på en kontinuerlig spenningskilde 22a.

Røret 4 i den andre brønnen har i sin nedre ende en elektrode 9 og er forbundet med de positive poler på de to kilder 22a og 22b.

Utførelsen av brønnen 1 er stort sett den samme som er vist i fig. 1, 2 og 3.

I denne utførelsen er foringen 3 i brønnen 1 likeledes forbundet med den negative pol på kilsen 22b som vist i fig. 5, men denne forbindelsen kan fjernes og likeledes

kilden 22b.

For å forbedre utvinningen av petroleum som finnes

i en formasjon 2 kan man benytte én eller flere brønner som katode og én eller flere brønner som anode. Denne fremgangsmåten passer ved en produksjon hvor man benytter en væske under trykk eller pumping for å presse ut petroleumen og elektroden plassert i hver brønn kan bestå av foringsrøret eller en elektrode hengt opp i en kabel.

Den siste løsning i er en utvidelse av innretningen ifølge fig. 1, 2 eller 3, hvor man forbinder den negative pol i kilden 22b ikke bare med en foring i en første brønn som inneholder anoden, men likeledes med foringen i flere andre produksjonsbrønner som omgir den første brønnen slik at man forbedrer gjenvinningen i alle brønnen. Alle brøn-ner, både de som inneholder anoden og katodene kan være pro-duks jonsbrønner og injeksjonsbrønner for vann for hydraulisk utpressing og er ikke forbundet med brønnene som tjener til tilførsel av strøm.

Eksemplene som er beskrevet har følgende egenskaper. Katoden består av den øvre del av en ledende metallforing som er den foring som vanligvis finnes i slike brønner.

Anoden er en anode med stor lengde som fortrinnsvis er plassert under reservoarformasjonen, noe som kan gjøre det nødvendig med en forlengelse av brønnen. Denne stillingen for anoden kan i visse tilfeller modifiseres under utvinningen for å variere avstanden mellom elektrodene, noe som gjør det mulig å variere det volumet i formasjonen som underkastes det elektriske felt og å variére det elektriske felt. Man kan variere spenningen mellom elektrodene samtidig som man forskyver disse.

I det tilfelle hvor de to elektrodene er i samme brønn er avstanden som skiller anoden fra den nedre ende av katoden minst 40 m og kan gå opp i flere hundre meter slik at linjene i det elektriske kraftfelt omslutter et stort volum i formasjonen.

Etter en variant kan .stangen 33 som er elektrisk forbinder ventillegemet 30 med anoden 9 erstattes av en metall kjede som er hengt opp i ventilhuset og som strekker seg til bunnen av brønnen. Lengden på denne kjeden er mer enn den høyde som skiller ventilhuset fra bunnen av brønnen, slik at en del av kjeden ligger på bunnen av brønnen og erstatter det elektrisk ledende miljø 9a. Denne løsning gjør det mulig lett å erstatte kjeden eller en del av denne som er slitt på grunn av elektrolytisk korrosjon. Kjeden er skrudd inn i en muffe eller isolerende foring, bortsett fra den del som tjener som elektrode.

) Det er underforstått at stangen 33 likeledes kan erstattes av en ledende ledning.

Claims (13)

1. Elektrisk fremgangsmåte for forøket gjenvinning av petroleum som finnes i en reservoarformasjon (2) fra en brønn (1) som strekker seg til denne formasjon hvor man påfører en ensrettet potensialdifferanse som kan være kontinuerlig eller pulsert mellom to elektroder hvor minst én er plassert i den nevnte brønn, karakterisert ved at man påfører den nevnte ensrettede potensialdifferanse i løpet av perioder som har en varighet som ligger mellom noen dager og noen måneder, og ved at disse periodene er skilt av elektriske hvileperioder med en varighet som ligger mellom noen dager og noen måneder, og ved at man gjentar syklusene av alternerende perioder inntil den mengde petroleum som gjenvinnes faller under en rentabilitetsgrense.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at varigheten av den periode hvor man påfører det ensrettede elektriske felt stort sett tilsvarer varigheten på hvileperiodene.'

3. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 og 2, karakterisert ved at man påfører den ensrettede potensialdifferanse mellom en anode plassert under reservoarformasjonen og en katode plassert i den samme brønn over reservoarformasjonen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at man etter en; periode ved påføring av en potensialdifferanse innsprøyter i reservoarformasjonen rundt brønnen en linse av en væske som har en høy elektrisk motstand, f.eks. rent vann.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at man kan variere den vertikale avstand mellom de to elektroder og likeledes den spenning som på-føres mellom elektrodene under utvinningen i feltet eller under påføring av strømmen.

6. Elektrisk innretning for forøket gjenvinning av petroleum som finnes i en reservoarformasjon (2) fra en brønn (1) som er utstyrt med en metallisk fSring (3) som minst strekker seg til toppen av den nevnte reservoarformasjon (2), karakterisert ved at den omfatter: - en elektrode med stor lengde (9) som er plassert på bunnen av den nevnte brønn (1) i et elektrisk ledende miljø som skaper en god elektrisk kontakt mellom den nevnte elektrode og den omgivende bergart plassert under den nevnte reservoarfommasjon, - en kilde for ensrettet spenning (22) plassert på overflaten, - elektrisk ledende innretninger for å forbinde den positive pol i nevnte kilde med den nevnte elektrode, hvor disse ledende innretninger er isolert fra den nevnte formasjon og den nevnte foring, - innretninger for å forbinde den negative pol på den nevnte kilde med den øvre ende av den nevnte foring, - og innretninger for å påføre en ensrettet spenning fra den nevnte kilde på kontinuerlig eller pulserende måte med en frekvens i størrelsesorden noen pulser pr. minutt i løpet av perioder som kan være flere dager eller flere måneder og som alternerer med hvileperioder på flere dager eller flere måneder.

7. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at den vertikale avstand mellom den nevnte elektrode (9) og den nedre ende av den nevnte ledende foring (3) er minst 40 m.

8. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 6 og 7, karakterisert ved at den nedre ende av den nevnte foring er elektrisk isolert i en høyde i størrelsesorden 1 til flere hundre meter fra den øvre elektrisk ledende del som tjener som katode.

9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at den nevnte metalliske foring (3) er delt opp i en lengde på flere meter med en utboring plassert i en avstand fra 1 til flere hundre meter over toppen av formasjonen og hvor det utfylte rom er utstyrt med en ring av isolerende harpiks (13).

10. I-nretning ifølge et hvilket som helst av kravene 6-8, karakterisert ved at den nevnte brønn er forlenget i en lengde i størrelsesorden 20 - 500 m under den nevnte formasjon og ved at den nevnte elektrode (9) er plassert i den nevnte forlengelse som er utstyrt med et elektrisk ledende miljø (9a) i bunnen av dette eller i en mellomliggende høyde mellom avslutningen på metallforingen og bunnen.

11. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 6-9 som består av et produksjonsrør (3) hvor den nedre ende er utstyrt med en motstandsventil (30), karakterisert ved at den nevnte elektroden (9) er plassert i enden av en ledende stang (33) hvor den øvre ende elektrisk er forbundet med den nedre ende av det nevnte pro-duksjonsrør og den øvre ende er forbundet med den positive pol i den nevnte ensrettede spenningskilde, den nevnte stang er plassert i en forlengelse av brønnen under bunnen av formasjonen og er belagt med isolerende foring (10), bortsett fra en lengde på flere meter plassert i den nedre ende som tjener som anode og som er plassert inn i et elektrisk ledende miljø (9a) som fyller bunnen av brønnen.

12. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 6-9, karakterisert ved at den nevnte elektrode (9) består av en metallkjede som er kveilet opp på bunnen av den nevnte forlengelse og plassert inne i en isolerende foring, bortsett fra den nedre, oppkveilede del.

13. Innretning ifølge et hvilket som helst av kravene 5-12 benyttet på et petroleumsfelt som består av flere andre brønner utstyrt med en foring, plassert rundt en første brønn hvor det på bunnen av denne er plassert den nevnte elektrode (9), karakterisert ved at foringene på alle de andre brønnene er forbundet med den negative pol av en første ensrettet spenningskilde og den positive pol er forbundet med den nevnte elektrode (9).