岩石サンプルの弾性波速度は、地震探査によって得られた貯留層のデータを解釈する大きな手がかりとなります。TRCでは様々な測定条件に対応し、弾性波速度を測定しています。

実験目的

近年、「どこに、どれぐらい油・ガスが眠っているのか？」を調べる、インバージョンやAVOといわれる手法が発達し、最適な油・ガス田の開発計画に役立っています。これらの情報は地震波探査によって得られた反射波振幅強度などをもとに計算されています。反射波は、岩石密度と弾性波速度を掛け合わせた値に等しい音響インピーダンスが変化する境界にて生じます。音響インピーダンスの変化量により反射波の強弱が決まるので、AVOなどの情報と弾性波速度は密接に係わっていると言えます。しかしながら、温度・圧力、孔隙流体などの弾性波速度への影響は未だによく理解されていません。そこで、両者の関係を実験的に調べることが重要になります。

実験装置

TRCでは弾性波速度の測定に、「岩石弾性波速度測定装置」（図1）や「大型三軸弾性波速度測定装置」（図2）を用いています。岩石弾性波速度測定装置は、70MPa・200℃の高温高圧条件にも対応でき、大深度における油・ガス層の状態を再現することができます。また、測定中に乾燥状態から油飽和状態、さらに水飽和状態へと孔隙流体を変化さることができ、水攻法に伴うシミュレーションなども行うこともできます。大型三軸弾性波速度測定装置は軸力、側圧、孔隙圧が独立で制御でき、複雑な圧力環境を再現できます。圧力容器が大きく作られているため多くのセンサーを設置でき、岩石の異方性特性なども調べることができます。
これらの機器により得られた色々な細かい条件下のデータをもとに地震波探査データを解析することで、貯留層状態を把握することを目指しています。

図1 岩石弾性波速度測定装置

図2 大型三軸弾性波速度測定装置

岩石サンプルの弾性波速度は、地震探査によって得られた貯留層のデータを解釈する大きな手がかりとなります。TRCでは様々な測定条件に対応し、弾性波速度を測定しています。

特殊な試料

さらにTRCでは、メタンハイドレートを含む砂岩やオイルサンドなどの未固結な試料であっても、「可搬式弾性波速度測定装置」（図3）等を用いて測定に成功してきました。この装置は掘削現場に持ち込むことが可能であり、時間経過による劣化が著しいサンプルを新鮮な状態で測定することができます。また、サンプルの成形過程においても液体窒素で凍らせながら行うなど、各サンプルに適した手法を開発してきました。このように装置や測定方法を工夫することにより、非在来型資源の貯留層特性をも徐々に明らかにしてきました。なかでも、水蒸気を圧入するSAGD法により開発されているカナダオイルサンドについては、スチームが広がっていく過程を実験で再現し弾性波速度を測定することに成功しています。この実験データは、開発状況をモニターする重要な手がかりとして注目されています。

実験データにより

国内石油会社や研究機関からの数多くの依頼により、測定されたサンプルは500個にのぼります（図4）。これらのデータはデータベースに蓄積され一元化管理されます。これにより、データ解析へスムーズに移行することができ、様々な条件下による各サンプルの物性を簡単に比較することができるようになります。これまでの実験・解析により得られた知見は、学会・論文や年度報告会などで発表され高い評価を得ています。

図3 可搬式弾性波速度測定装置

図4 測定されたサンプル