11:15 〜 11:30
[T9-O-6] 秋田県に分布する女川層珪質岩タイトオイルの開発にかかる低炭素社会への貢献
キーワード：タイトオイル、女川層珪質岩、低炭素社会
1.はじめに
2017年度より石油天然ガス・金属鉱物資源機構と石油資源開発株式会社は浸透性が低く通常の手法では生産することが困難な油ガス資源であるタイトオイルの開発に関する共同研究を開始した。共同研究では，秋田県仁賀保堆積盆に分布する女川層珪質岩タイトオイルを対象とし，その効率的・効果的な開発手法として酸処理技術に着目した。酸処理技術は岩石の一部を酸で溶解することで浸透性を改善し，岩石中に含まれる油ガスの産出を促すものである。本講演では，共同研究でのこれまでの取り組みに触れると共に，実証試験に続く女川層珪質岩タイトオイル開発を通じての低炭素社会への貢献について述べる。
２．共同研究
女川層珪質岩は本邦で最も優秀な油ガス根源岩として知られており，由利原油ガス田などの根源岩とされている（早稲田・重川, 1990）。一方で本珪質岩からの油ガスの産出も知られており，貯留岩としても注目されてきた（荒木・加藤, 1993）。しかし，珪質岩は低浸透性で，油ガスを含んでいてもその産出が難しいタイトオイルをなす場合が一般的である。
女川層珪質岩は珪藻殻と泥質砕屑物の混合物からなり，その孔隙性状は埋没深度の増加に伴う圧密のほかに，珪藻殻を構成するシリカ鉱物の続成転移に大きく依存する（Tada and Iijima, 1983）。一方で女川層珪質岩には断層やドレライトの貫入に伴う炭酸塩鉱物脈が発達する場合が認められ，珪質岩に発達する鉱物脈を酸で溶解することができれば，浸透性が改善され，含まれた油ガスが産出する可能性がある。
共同研究での課題の一つは，酸による鉱物脈溶解のメカニズムを解明することにあった。そのため，酸による溶解シミュレーションを実施した。同シミュレーションでは，１m3の領域に観測値に基づいて160枚/mの鉱物脈を離散フラクチャーとして発生させ，既存井の酸処理での流動マッチングパラメータを用いて，境界面から境界面へ酸を圧入したときの溶解パターンおよび酸圧入量を評価した。その結果，本モデルでのPore Volume Breakthrough (PVBT)は0.053となる。Furui et al. (2012)の報告によれば，炭酸塩岩貯留層におけるマトリックス酸処理のフィールド結果からフィールドスケールでのPVBTは0.047に達するとし，本モデルでのPVBTはこれに近い値を示し，炭酸塩岩貯留層のマトリックス酸処理と同様に効率的に貯留層を刺激できる可能性があると言える。
３．低炭素社会への貢献
低炭素/脱炭素社会の実現に向けた大きな潮流の中で，以下の３点での女川層珪質岩タイトオイルの開発おける低炭素社会への貢献が考えられる。
ゼロフレア（余剰ガス燃焼処理なし）遠隔地開発⇒圧縮天然ガス輸送
Direct Air Capture（DAC）技術活用⇒タイトオイルCO2EOR
ブルー水素製造⇒タイトオイルCO2EOR
圧縮天然ガス輸送は天然ガスを12.5MPa～25MPaに圧縮し高圧容器で輸送する手法で，別名Mobile Pipelineとも呼ばれ，ゼロフレア・遠隔地開発における切り札となる可能性がある。
タイトオイル開発におけるCO2EORは，本格的な適用例はほとんど見当たらないが，アメリカでは，年間50～100万tのCO2を回収できる大規模DACプラント（West Texas DAC project）の建設を2022年に開始するとの報告がある。
ブルー水素製造は，現時点では天然ガスを中心としたメタン改質が中心である。その中で，将来的なブルー水素製造とタイトオイル開発との連携の可能性に関して報告する。
謝辞：本共同研究は，独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構の支援を受けて実施された。
参考文献
荒木 直也, 加藤 進, 鮎川油・ガス田の発見, 1993, 石油技術協会誌, 第58巻, 第24号, 119-127.
Furui, K., et al., 2012, A Comprehensive Model for High-Rate Matrix-Acid Stimulation for Long Horizontal Wells in Carbonate Reservoirs: Part I – Scaling up Core-Level Acid Wormholing to Field Treatments, SPE134265.
Tada, R. and Iijima, A., 1983: Petrology and diagenetic changes of Neogene siliceous rocks in northern Japan. Journal of Sedimentary Petrology, 53, 911-930.
早稲田周，重川守，由利原油・ガス田における炭化水素の生成・移動・集積，1990, 石油技術協会誌、第55巻, 第4号, 233-244.
2017年度より石油天然ガス・金属鉱物資源機構と石油資源開発株式会社は浸透性が低く通常の手法では生産することが困難な油ガス資源であるタイトオイルの開発に関する共同研究を開始した。共同研究では，秋田県仁賀保堆積盆に分布する女川層珪質岩タイトオイルを対象とし，その効率的・効果的な開発手法として酸処理技術に着目した。酸処理技術は岩石の一部を酸で溶解することで浸透性を改善し，岩石中に含まれる油ガスの産出を促すものである。本講演では，共同研究でのこれまでの取り組みに触れると共に，実証試験に続く女川層珪質岩タイトオイル開発を通じての低炭素社会への貢献について述べる。
２．共同研究
女川層珪質岩は本邦で最も優秀な油ガス根源岩として知られており，由利原油ガス田などの根源岩とされている（早稲田・重川, 1990）。一方で本珪質岩からの油ガスの産出も知られており，貯留岩としても注目されてきた（荒木・加藤, 1993）。しかし，珪質岩は低浸透性で，油ガスを含んでいてもその産出が難しいタイトオイルをなす場合が一般的である。
女川層珪質岩は珪藻殻と泥質砕屑物の混合物からなり，その孔隙性状は埋没深度の増加に伴う圧密のほかに，珪藻殻を構成するシリカ鉱物の続成転移に大きく依存する（Tada and Iijima, 1983）。一方で女川層珪質岩には断層やドレライトの貫入に伴う炭酸塩鉱物脈が発達する場合が認められ，珪質岩に発達する鉱物脈を酸で溶解することができれば，浸透性が改善され，含まれた油ガスが産出する可能性がある。
共同研究での課題の一つは，酸による鉱物脈溶解のメカニズムを解明することにあった。そのため，酸による溶解シミュレーションを実施した。同シミュレーションでは，１m3の領域に観測値に基づいて160枚/mの鉱物脈を離散フラクチャーとして発生させ，既存井の酸処理での流動マッチングパラメータを用いて，境界面から境界面へ酸を圧入したときの溶解パターンおよび酸圧入量を評価した。その結果，本モデルでのPore Volume Breakthrough (PVBT)は0.053となる。Furui et al. (2012)の報告によれば，炭酸塩岩貯留層におけるマトリックス酸処理のフィールド結果からフィールドスケールでのPVBTは0.047に達するとし，本モデルでのPVBTはこれに近い値を示し，炭酸塩岩貯留層のマトリックス酸処理と同様に効率的に貯留層を刺激できる可能性があると言える。
３．低炭素社会への貢献
低炭素/脱炭素社会の実現に向けた大きな潮流の中で，以下の３点での女川層珪質岩タイトオイルの開発おける低炭素社会への貢献が考えられる。
ゼロフレア（余剰ガス燃焼処理なし）遠隔地開発⇒圧縮天然ガス輸送
Direct Air Capture（DAC）技術活用⇒タイトオイルCO2EOR
ブルー水素製造⇒タイトオイルCO2EOR
圧縮天然ガス輸送は天然ガスを12.5MPa～25MPaに圧縮し高圧容器で輸送する手法で，別名Mobile Pipelineとも呼ばれ，ゼロフレア・遠隔地開発における切り札となる可能性がある。
タイトオイル開発におけるCO2EORは，本格的な適用例はほとんど見当たらないが，アメリカでは，年間50～100万tのCO2を回収できる大規模DACプラント（West Texas DAC project）の建設を2022年に開始するとの報告がある。
ブルー水素製造は，現時点では天然ガスを中心としたメタン改質が中心である。その中で，将来的なブルー水素製造とタイトオイル開発との連携の可能性に関して報告する。
謝辞：本共同研究は，独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構の支援を受けて実施された。
参考文献
荒木 直也, 加藤 進, 鮎川油・ガス田の発見, 1993, 石油技術協会誌, 第58巻, 第24号, 119-127.
Furui, K., et al., 2012, A Comprehensive Model for High-Rate Matrix-Acid Stimulation for Long Horizontal Wells in Carbonate Reservoirs: Part I – Scaling up Core-Level Acid Wormholing to Field Treatments, SPE134265.
Tada, R. and Iijima, A., 1983: Petrology and diagenetic changes of Neogene siliceous rocks in northern Japan. Journal of Sedimentary Petrology, 53, 911-930.
早稲田周，重川守，由利原油・ガス田における炭化水素の生成・移動・集積，1990, 石油技術協会誌、第55巻, 第4号, 233-244.