一次回収

　油層に存在する油は坑井に向かって流れ、坑井を通じて生産される。生産初期の段階では、油層は通常、十分な圧力を有するため、井戸元のバルブを開くと油は地上へ噴出してくる。この状態を自噴採油といい、このように自然のエネルギーの働きだけに頼る生産方法を一次回収と呼ぶ。補助的なエネルギーを必要としないため、最も経済的な回収方法である。生産が進むにつれて油層圧力が低下し、自噴量が減少し、ついには自噴が停止してしまう。このような状態で生産を続けるには、人工採油法または二次回収・増進回収法を適用する必要がある。

　人工採油法には、ガスリフト採油ならびにポンプ採油がある。ガスリフト採油とは、ガスを地表から坑井内の適当な深度まで送り、生産流体中に吹き込み、採油する方法である。人工的にガスを吹き込むことで、生産流体の見かけ密度を小さくでき、産出効率を高めることができる。ポンプ採油とは、坑井内にポンプを降下して採油する方法である。ポンプには、サッカーロッドポンプ、エレクトリカルサブマージブルポンプ、ハイドローリックポンプ等がある。

二次回収および増進回収

　油層から坑井への自然の流入により油を回収する一次回収では十分な生産量が得られない場合、さらに回収率を上げるため、二次回収・増進回収と呼ばれる技術を適用する。二次回収とは、油層圧力を保持するため、水あるいはガスを油層に圧入し、回収率の高い排油機構を人為的に作る技術のことである。特に水を圧入する場合を水攻法という。増進回収とは、熱あるいは化学薬品などを加えて、油の性状を変化させ、流動性を改善し回収率を向上させる方法である。

　主な原油の回収方法の分類を、図 4-2-18 に示す。

図 4-2-18　原油の回収方法の分類

集油・集ガス

　坑底よりチュービングの中を昇り、地表の坑口装置（クリスマスツリー）から得られる油は、販売あるいは積出しをされる前に、適当な処理をしなければならない。図 4-2-19 は、一般的な原油生産施設の系統を示している。生産井から産出される油などの生産物は、フローライン（自噴線）によってギャザリングステーション（集油所）に集められる。海洋油田では、ギャザリングステーションを洋上に設けることが多い。

図 4-2-19　原油生産施設系統図

ガス分離・脱水

　坑井から生産される油にはガスや地層水も含まれるため、製品として出荷するにはこれらを分離する必要がある。この目的で使用されるのが、セパレーターである。液体の回収率を高める目的で、セパレーターを2段ないし3段直列に接続し、分離圧力を段階的に下げて処理することが多い。

　産出された油に含まれる水は、セパレーターあるいはタンク内での比較的短時間の静置によって分離される。油と水によってエマルジョンが形成されている場合は、加熱処理あるいは油水分離剤(エマルジョンブレーカー)を加えることにより対処する。

計量

　坑井から産出する流体はセパレーターで分離後計量を行うが、各坑井にセパレーター系列があることはまれである。各坑井の産出量は、単独計量用のテストセパレーターを順次通して測定される。最終的な坑井別生産量は、各坑井のテストデータを参考に比例配分して求められる。

貯蔵、積出し

　セパレーターで分離された油は、貯油タンクに貯蔵される。ここで、販売契約で定められた含水率以下になるまで静置される。製品の積出しは、陸上の場合はパイプライン、タンクローリー、鉄道あるいはそれらの組合せによって行われる。海上輸送の場合は、タンカーに積み込み、輸送するのが一般的である。

　図 4-2-20 は、プラットフォームおよび洋上貯油、出荷タンカーを用いて海上油田を開発する場合の概念図である。

図 4-2-20　海上油・ガス田開発概念図

天然ガス

　天然ガスは、通常メタンを主成分とするが、炭素数の多いプロパン、ブタン、ペンタン等を多く含むガスもある。これらをある程度以上含むと、常温常圧下でコンデンセートなどの液体を生じるが、このようなガスを湿性ガス、メタンが多く液体分を生じないガスを乾性ガスという。

開発・生産技術

　天然ガスの開発・生産技術は、基本的に油田の場合と共通点が多い。ガスは、原油に比べ貯留層内における流動性が良く、一般に1坑当たりの生産性も高いため、少ない坑井数で開発を行うことができる。また、回収率も70％程度で油より高い。ただし、ガスの生産は固定化されている市場への安定供給の必要性から、一般に原油に比べ、長期にわたり一定量の生産を維持しなければならないケースが多い。

天然ガスの利用法

　世界では生産地、消費地を結んだパイプラインによりガスを輸送し、利用することが主流である。これは、ガスが気相であるため大量に貯蔵できないことから、パイプラインで経済的に輸送できる地域に需要がないと利用できないためである。しかし近年は、ガスを－162℃まで冷却して液化後、特殊なタンカーによって輸送し、消費地で再び気化して使用するＬＮＧ事業が一般化し、多数事業化されている（第6編第3章）。また最近は、ガスを原料に液体燃料を製造する技術（ＧＴＬ：Gas To Liquids）が注目され、技術の研究・開発、事業化検討がさかんに行われている。現在は南アフリカ、マレーシア、カタールで商業プラントが稼働中であり、今後は他国においても事業化が進むと考えられる。