Rock Engineering

[PY2-79] Observation of hydraulically induced fractures using fluid with different viscosity in shale

○Yuya - Morishige¹, Syota Watanabe¹, Youqing CHEN¹ (1. Kyoto University)

Keywords:hydraulic fracture, shale, laboratory experiment, fracture pattern, fluorescent method

シェールガス開発における生産性向上のためには、水圧破砕技術により造成される亀裂の性状を把握することが重要である。水圧破砕では、用いる流体の粘性の違いが破砕亀裂の形状に大きく影響するとされているが、地下深くに造成される亀裂の観察は容易ではなく、その詳細は明らかではない。そこで、破砕流体に蛍光樹脂を使用して室内水圧破砕試験を実施し造成される亀裂を可視化する手法を用いて、同種の頁岩供試体に対して異なる粘性に調整した破砕流体で試験を行い、粘性が亀裂進展形状に与える影響を検討した。
　試料は北海道釧路市の白亜紀層から採取した緻密な頁岩を使用し、破砕流体として蛍光剤を添加した熱硬化性のMMAを用い、一軸圧縮応力下で破砕試験を行った。破砕流体は、増粘作用のある有機化スメクタイトをMMAに適宜混入し粘度を0.8, 500, 2000 mPa・sの3段階に調整した。試験後加熱により試料中に固定し、その後紫外線照射下で切断面内の亀裂を観察した。それぞれの流体で造成された破砕亀裂を比較したところ、粘性が大きくなるほど亀裂開口幅が大きくなり、亀裂周辺に流体が浸透したと考えられる領域は狭くなることが明らかとなった。