営瓊盆地を例とした土壌圧密音響実験と間隙水圧予測モデルの確立

Scientific Reports volume 13、記事番号: 1885 (2023) この記事を引用

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南シナ海の営瓊盆地に適した間隙水圧予測モデルを確立する。 炉心圧密過程を模擬する新しい室内試験法を設計し、土圧密音響実験を実施して各種パラメータを解析し、対象ブロックに適した異常間隙水圧予測モデルを確立した。 まず、営瓊盆地における異常高圧の原因を分析・特定し、地層の搬入・搬出のシミュレーション実験を行います。 土の圧密、実験装置、実験計画を設計します。 数セットの実験を実施し、実験中の各種パラメータの変化を解析・集計し、この地域に適した間隙水圧予測モデルを標準化・確立し、この地域の一部の井戸で適用検証・評価を実施しました。 結果は,予測モデルが正確で適用可能であることを示し,予測精度が従来の予測モデルよりわずかに優れている土壌圧密実験法によって間隙水圧を予測できることを示した。 本研究では、実行可能な土圧密音響実験手法を用いて、厳密なコア岩を使用せずに岩石力学実験と間隙水圧予測モデルを確立することができます。 実験により、この方法の実現可能性が証明され、積載機構予測モデルと除荷機構予測モデルを含む 2 つの予測モデルが得られました。

天然資源省の石油・ガス資源評価によると、鶯歌海盆地と瓊東南盆地は海洋資源の80％以上を占め1、オーバーフローと循環喪失2の顕著な特徴を持っています。 楽東ガス田と雅城ガス田は、南シナ海西部油田の重要な石油・ガス資源地帯であり、豊富な石油・ガス資源を有しているが、航路砂の発達により地質条件は複雑である3。 高温高圧の坑井では密度範囲が狭く、オーバーフローや漏洩などの複雑な状況が頻繁に発生します。 例として、営瓊盆地の一区画にある 9 つの高温高圧の試掘井を取り上げます。複雑な井戸制御条件を持つこれらの井戸はすべてオーバーフローが発生し、そのうち 6 つは循環を失いました。 動作密度ウィンドウは 0.11 未満であり、一部のウェルには負のウィンドウさえあります。 ３つの井戸を封鎖するための掘削中に掘削は中止を余儀なくされた。

異常な高圧の原因には、地質学的、物理的、地球化学的、力学的な要因など、さまざまな原因があります。 あるブロック内の異常高圧の原因は、一般に、ある要因が支配的であり、他の要因によって補われる4。 異常高圧の発生メカニズムは数多くありますが 5、6、異常高圧の最も一般的なメカニズムは常に炭化水素の生成と圧縮不足です 7。 炭化水素の生成は間隙流体容積の変化によって引き起こされる異常高圧に属し、過圧縮は岩石間隙容積の変化によって引き起こされる異常高圧に属します。

荷重機構（アンダーコンパクション）にはイートン法8と等価深さ法9、除荷機構にはバウワーズ法10、11など、さまざまな機構によって形成される異常高圧についてはさまざまな計算モデルがあります。 内外の圧力試験研究の分野ではある程度の進歩が見られたが、上記の研究結果は営瓊盆地の高温高圧井の地層圧力予測には適しておらず、圧力計算方法は大きな誤差。 営瓊盆地の地層圧力計算モデルに関する研究を実施することが急務である。