フィールド開発技術グループ平成24年度事業報告平成25年度事業計画

MH21フィールド開発技術グループ

フィールド開発技術グループ平成24年度事業報告平成25年度事業計画

MH21フィールド開発技術グループ

資料６－２

フィールド開発技術グループ

１，海洋産出試験の実施

２，海洋開発システムの検討

３，第2回陸上産出試験の解析と長期試験の実施

① 第１回海洋産出試験の実施及び技術開発

・圧力コア取得＋準備作業（前回検討会にて報告済）

・ガス生産実験（フローテスト）【速報】

② 海洋産出試験に係る貯留層評価

③ 第２回海洋産出試験の検討

・流況観測、基礎検討

・生産ガスの利用に関するヒアリング等の実施

・生産性向上策の海洋開発システムへの適用性検討

・第２回陸上産出試験の解析

・長期陸上産出試験の実施可能性探求

1

平成２４年度事業報告平成２４年度事業報告

2

機密性○

FY2011 FY2012 FY2013

「ちきゅう」を使用した作業※

その他の作業

１，海洋産出試験の実施 ①第1回海洋産出試験（全体スケジュール）

●P井（生産井）

●MC井（検層・温度モニタリング井）

●MT1井（温度モニタリング井）

●C井（コアリング井）

●産出試験システム（坑内機器・船上設備等）

●物理探査モニタリング（4成分物理探査）

●メタン漏洩・地層変形モニタリング

掘削・検層

設計

設計・装置製造

コアリング分析

検層データ分析

ガス生産実験(フローテスト)速報

設計・製造・調達

坑井休止

装置設置・計測 計測 計測・

装置回収

回収計測

事前掘削

設計・装置製造

設計・装置製造作業

設計・装置製造作業

計測継続

廃坑仕上げ減圧試験

試験前後検層

掘削・検層

掘削・検層

装置設置

陸上でのテスト

廃坑※

※2013年度の作業船は

未定。

検層※

廃坑仮廃坑

3

１，海洋産出試験の実施 ①第1回海洋産出試験（前回報告の抜粋）

●第1回海洋産出試験の基本情報

場所 ・東部南海トラフ海域第二渥美海丘の一地点（渥美半島～志摩半島の沖合）

体制 ・事業主：経済産業省、実施主体：JOGMEC、オペレーター：JAPEX・AIST（MH21生産手法開発G）が協力、使用船舶：地球深部探査船「ちきゅう」

目的 ・減圧法を用いた海洋におけるMH産出技術（坑井安定化・生産システム）の実証

・海洋（日本周辺海域）におけるMH生産挙動の確認

・MH分解挙動及び環境影響評価のモニタリング技術の適用・実証

●事前掘削（平成23年度）

・平成24年2月15日～3月26日：Ｐ井の一部とMC井・MT1井を掘削

●圧力コア取得（平成23年度繰越作業）

・平成24年6月29日～7月4日：Hybrid PCSを用いたコアサンプル採取に成功

●準備作業

・坑内機器（ポンプ・ヒーター等）、生産層仕上げ（グラベルパック）

・圧力シール（パッカー）、試ガス設備、生産水処理設備

・物理探査モニタリング［平成24年8月設置］

・環境モニタリング（地層変形・メタン漏洩モニタリング）［平成24年12月設置］ 4

第1回海洋産出試験実施地点‐北緯33度56分 東経137度19分

BSR分布域

●坑井の配置

3757360

3757370

3757380

3757390

3757400

3757410

3757420

3757430

3757440

714240 714250 714260 714270 714280 714290 714300 714310 714320

坑口

P井（生産井）

MT1坑井MC坑井

UTM（ユニバーサル横メルカトル）53系 Y座標 (m)

UTM（ユニバーサル横メルカトル）53系 X座標 (m)

貯留層深度の位置

坑口貯留層上位深度の位置

貯留層深度の位置

坑口

Ｃ井（圧力コア）

１，海洋産出試験の実施 ①第1回海洋産出試験（実施地点と坑井配置）

●実施地点

5

１，海洋産出試験の実施 ①第1回海洋産出試験（ガス生産実験の速報）

●作業の経緯

・平成25年1月28日 海洋試験海域にて準備作業を開始

当初は1月13日から探査船「ちきゅう」の傭船を計画していたが、1月11日（統合国際深海

掘削計画の調査航海から清水港へ回航中）に、同船のスラスターに不具合が発生したため、

その修復・動作確認を待って、1月28日に作業を開始。

・2月2日 MC井の検層作業終了、P井に移動（以下、P井作業）

・2月14日 BOP設置完了

・2月20日 12‐1/4”坑掘削終了

・2月22日 9‐5/8“のケーシング

セメンチング完了

・2月25日 8‐1/2”坑掘削終了

・3月3日 グラベルパック完了

・3月12日 坑内編成降下終了

パッカーセット

AM 5:40頃 ガス生産実験を開始（減圧を開始）

AM 9:30頃 メタンハイドレート層からの分解ガスとみられるガス産出を確認

AM10:00頃 フレア着火6

１，海洋産出試験の実施 ①第1回海洋産出試験（ガス生産実験の速報）

●減圧作業の経緯

・3月12日早朝からガス生産実験を開始し、減圧開始前の13.5MPa（約135気圧）から4.5MPa（約45気圧）まで段階的に減圧を実施。

（参考）カナダで実施した減圧法による陸上実験では1日約2,400㎥を生産。

※減圧開始前の圧力は13.5MPa

減圧開始

80気圧の状態を

継続（8M

Pa

）

緩やかに減圧

50気圧の状態を

継続（5M

Pa

）

緩やかに減圧

3/12早朝

3/12昼

3/12午後

3/15午後

3/18早朝

※3/18早朝時点は4.5MPa

●ガス生産量（速報値）

・生産日数：

約6日間

・累積ガス生産量：

約12万m3

・平均ガス生産量：

約2万m3

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

0

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

140,000

累積ガス生産量(速報）

平均ガス生産量（速報）

3/12 3/13 3/14 3/15 3/16 3/17 3/18

累計

ガス

生産

量(m

3)

平均

ガス

生産

量(m

3/日

）

7

１，海洋産出試験の実施 ①第1回海洋産出試験（ガス生産実験の速報）

●海洋産出試験に関する現状認識

１．海洋におけるMH産出技術の実証

減圧法による約6日間のガス生産実験を実施。

実験データに基づく産出技術の評価を、平成25年度に実施する予定。

２．海洋におけるMH生産挙動の確認

ガス生産実験によって、実験海域におけるメタンハイドレートの生産挙動に係るデータを取得（モニタリングデータについては、取得中）。

取得データに基づく生産挙動の評価を、平成25年度に実施する予定。

３．モニタリング技術の適用・実証

現在も、メタンハイドレートの分解挙動

および環境影響評価のためのモニタリ

ング作業を継続中（平成25年度夏頃ま

で実施）。

平成25年度にデータをとりまとめて、

技術評価を実施する予定。

8

１，海洋産出試験の実施 ①第1回海洋産出試験（ガス生産実験の速報）

●ガス生産実験後の経緯

・3月18日 ガス生産実験を終了

・3月26日 MC井の検層作業

・3月27日 MC井の仮廃坑作業

・3月30日 P井の廃坑作業完了

・4月 1日 清水港到着

［平成25年度予定作業］

・物理探査モニタリングによる

生産実験直後のデータ取得（4月後半頃）

・環境モニタリングを6月頃まで継続

・坑井モニタリングを8月頃まで継続した後、

坑井関連設備を撤収（廃坑作業）

・物理探査モニタリングのデータ取得後、

関連設備を撤収（8月頃）

9

●これまでに実施した地震探査、平成24年2‐3月に実施した事前掘削時の検層、及び平成24年6‐7月に取得した圧力コアから得られたデータ等に基づき、試験対象層の貯留層評価・力学挙動評価を継続して実施し、生産挙動予測に資する解析を行った。

●事前掘削時の検層データを用いた坑井対比を行い、試験井周辺の地層構造を検討した。また、生産井掘削時に取得した検層データとの検証を行った。

●三次元地震探査および坑井データを用いて、試験後のヒストリーマッチング等に資する3次元貯留層モデルのアップデートを行った。

地震探査データと検層データを用いた坑井対比例2004年に掘削した坑井（右）とMC井の検層データ対比結果。地震探査

データ（中央）と併せて解釈することにより、濃集帯の厚さの変化を評価。

3次元貯留層モデルの構築坑井対比と震探解釈からチャネルの連続性を解釈し、

チャネルの階層性の概念を加えてアップデート

１，海洋産出試験の実施 ②海洋産出試験に係る貯留層評価

（左上）岩相分布の断面図

（右下）岩相分布の平面図

10

●第2回試験地は未定であることから、第1回試験海域をモデル海域とし、1年間継続した流況観測を3地点で実施し、主にライザー管の挙動解析に資する長期の流況データを取得した。

●当該海域の流況は上層、中層、下層、底層でそれぞれ流向流速大きく異なることが明確になった。これにより今後ライザー管を設計する際、流況による挙動を推定することが可能となった。また、これらの現象は黒潮の反流の影響のみならず時期によって潮汐も大きく影響することが分かった。

＜2012年7月21日～23日の流向流速記録例＞時系列流向流速グラフとスティックダイヤグラム（ベクトル図） 流向流速鉛直プロファイル

１，海洋産出試験の実施 ③第２回海洋産出試験の検討（流況調査）

①2012年7月21日14:00（UTC） ②2012年7月23日17:00（UTC）

上層の流向流速（水深：55m）

底層の流向流速(水深：832m)

①2012年7月21日14:00（UTC）

②2012年7月23日17:00（UTC）

11

１，海洋産出試験の実施 ③第２回海洋産出試験の検討（基礎検討）

●第1回試験より長期間の試験を視野に入れ、第2回海洋産出試験のシステム構築に関わる基礎技術及び基本設計の事前検討を行った。

●検討のポイントは、以下の通り。

・Vesselについては掘削船、係留式セミサブ等を比較検討。

・生産方式については、第1回試験同様のライザー方式、ライザーレス海底仕上げ等の

生産システムを比較検討。

●現段階では第1回海洋産出試験の結果が考慮されていないため、試験結果を踏まえて、

必要な研究調査項目を洗い出し、今後も検討・見直しを継続する必要がある。

Xmas Tree

Umbilical Riser

＜ライザーの断面図（案）＞Gas

Water

Optical

Filler

Electrical

Hydraulic

Chemical Injection

Armor Wire

生産方式の検討

Vesselの検討

＜第2回海洋産出試験システムのコンセプトの一例＞

掘削船、係留式セミサブ等を比較検討。

この例ではUmbilical Riser を使用。

減圧するためのポンプを海底仕上げとするか、坑内設置とするかについて比較検討。

12

２，海洋開発システムの検討

●生産ガスの利用に関するヒアリング等の実施

・メタンハイドレート層から生産したガスの、将来における供給の可能性を考慮し、需要者（下流部門等）を考慮したビジネスモデル検討のためのヒアリング調査等を実施。

●生産性向上策の海洋開発システムへの適用性検討

・現在想定されているメタンハイドレートの生産性増進手法が、メタンハイドレート開発に与える影響について、現時点の分析・評価を整理。

海底面

減圧エリア

アンビリカル

生産井

フローライン

MH層

ギャザリングライン

マニフォールド

シングルウエルヘッド

＜想定される海洋開発システムのコンセプト例＞

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３，第2回陸上産出試験の解析と長期試験の実施

●第2回陸上産出試験の解析

・第2回陸上産出試験成果論文集である「GSC Bulletin601」を平成24年12月に発刊。

・試験実施後の環境への影響を調査するため、試験サンプ（廃棄物埋立場所）の環境モ

ニタリングを継続。

（第2回陸上産出試験の付帯作業として8年間のモニタリングを実施中）

●長期陸上産出試験の実施可能性探求

・米国等と共同で実施予定の長期陸上産出試験の

実現可能性について、情報交換・協議、を続行。

（昨年度(平成24年度）は、ConocoPhillips社の

CO2置換実験にJOGMEC事業として参加。）

＜GSC Bulletin601（陸上産出試験論文集）＞14

平成２５年度事業計画平成２５年度事業計画

15

●第１回海洋産出試験に関するもの

・ガス生産実験（フローテスト）後のモニタリング（検層・物理探査・坑内温度モニタリング・環境モニタリング）データを平成25年8月頃までに取得し、廃坑等の関連設備の撤収作業を実

施する。

・取得された各種データの分析や、実施作業内容・使用資機材の整理・評価など、第1回海洋

産出試験結果のとりまとめを行う。

【平成25年度に予定している現場作業】

・物理探査モニタリングによる生産実験直後のデータ取得（4月後半頃）

・環境モニタリングを6月頃まで継続

・坑井モニタリングを8月頃まで継続した後、坑井関連設備を撤収（廃坑作業）

・物理探査モニタリングのデータ取得後、関連設備を撤収（8月頃）

●海洋産出試験に係る貯留層評価

・平成22年度の事前調査、平成23年度の事前掘削で取得された検層データやコアの分析を

継続し、地震探査データを組み合わせた試験対象層の貯留層評価・力学挙動評価の結果と、海洋産出試験によって得られた生産挙動の実績との比較検討結果を考慮した、貯留層の分析・評価を進める。

１，海洋産出試験の実施

16

機密性○１，海洋産出試験の実施

●第1回海洋産出試験の評価のイメージ

①平成24年夏に取得した圧力コアとこれまでに取得した検層データの分析に基づく貯留層評

価結果

②今回の海洋産出試験で得られた水とガスの生産挙動データ、モニタリング井の計測データ、生産水・ガスの分析データ

これらのデータを組み合わせ、数値シミュレーションによるヒストリーマッチングなどを行

い、実際に発生していた現象を解明する。

貯留層評価 生産挙動 モニタリングデータ

検層

コア

地震探査

水・ガス生産量

温度・圧力

地層温度計

検層

４Ｃ地震探査

環境モニタリング

数 値 モ デ ル に よ る ヒ ス ト リ ー マ ッ チ ン グ と 逆 解 析（生産手法開発Gとの連携）

地 下 、 坑 内 、 生 産 設 備 等 に お け る 諸 現 象 の 理 解 17

１，海洋産出試験の実施

●第2回海洋産出試験の検討・準備

・第1回海洋産出試験の成果等を踏まえて、より長期の海洋産出試験を実現するための検

討・準備を進める。

２，海洋開発システムの検討

・将来の商業生産を考慮し、生産性やコスト等の経済性を勘案した開発システムの検討を継続する。併せて、需要サイドの要求規模や、潜在的な需要について考慮した総合的なシステム構築のため、技術検討に加えて、調査・総合評価の作業を行う。

３，第2回陸上産出試験後作業と長期試験の実施

・長期陸上産出試験等の分野において、米国等との国際共同研究を行う。また、海域掘削調査への参加等を通じて、国際協力を継続する。また、第2回陸上産出試験終了後の環境対策

を継続する。

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