議事次第

蒸気噴出対策技術検討委員会(第１回)
議 事 次 第１． 日時： 令和５年１０月１２日（木）９：００ ～ １２：００
２． 場所： JOGMEC１６Ｈ会議室
３． 議題： 地熱井掘削の特徴及び口元掘削（プレドリリング）について
蘭越町蒸気噴出事故の経緯確認と原因について
４． 議事：
時間

内容

説明者

09:00～
09:05

5分

開会挨拶

JOGMEC 西川理事

09:05～
09:15

10 分

資料確認、委員自己紹介

事務局

09:15～
09:25

10 分

趣旨説明、議事運営につい事務局て、自主保安指針の経緯

09:25～
10:00

説明 20 分
質疑応答 15 分

地熱井掘削の特徴及びプレドリリングについて

全国ボーリング技術協会

10:00～10:50

説明 20 分
質疑応答 30 分

事故経緯説明①

三井石油開発株式会社

10:50～
11:00

10 分

休憩（説明者入退室）

11:00～
11:25

説明 10 分
質疑応答 15 分

事故経緯説明②

11:25～
11:55

30 分

委員討論、事故原因整理

11:55～
12:00

5分

次回議題確認等

日鉄鉱コンサルタント株式会社

事務局

委員等名簿

蒸気噴出対策技術検討委員会
長縄 成実

秋田大学大学院 国際資源学研究科
資源開発環境学専攻

古井 健二

委員名簿

教授（委員長）早稲田大学理工学術院 創造理工学部・研究科
環境資源工学科 地球・環境資源理工学専攻

北尾 浩治

教授

三菱マテリアル株式会社 戦略本社
再生可能エネルギー事業部

プリンシパルエンジニア

後藤 弘樹

出光興産株式会社 資源部（兼）小安地熱株式会社

手塚 茂雄

電源開発株式会社 火力エネルギー部 地熱技術室

取締役

兼 再生可能エネルギー事業戦略部 戦略室
本山 達也

九州電力株式会社 エネルギーサービス事業統括本部
火力発電本部

地熱部長

阿部剛

株式会社ベッツ

遠藤聡

ハリバートン・オーバーシィーズ・リミテッド 日本支社

堀本 誠記

代表取締役

株式会社 INPEX ドリリング 営業部

代表副部長

オブザーバー坂口隆

環境省 自然環境局 自然環境整備課
温泉地保護利用推進室

小林 貴成室長

経済産業省 資源エネルギー庁 資源・燃料部政策課

地熱資源開発官（敬称略）

配布資料一覧

蒸気噴出対策技術検討委員会(第１回)
配布資料一覧

○ 議事次第○ 委員等名簿【資料１】「蒸気噴出対策技術検討委員会の開催について」（事務局資料）【資料２】「議事の運営について（案）」（事務局資料）【資料３】「地熱井掘削における自主保安指針について（経緯）」（事務局資料）【資料４】「地熱井掘削の特徴について」（全国ボーリング技術協会資料）【資料５】「想定される論点（参考）」（事務局資料）【別冊】「地熱井掘削における自主保安指針」（https://geothermal.jogmec.go.jp/report/jogmec/file/20210331_1.pdf）

資料１

蒸気噴出対策技術検討委員会の開催について○ 令和 5 年 6 月 29 日に北海道蘭越町の地熱掘削現場で蒸気噴出事故が発生し、砒素を含む熱水や硫化水素ガスの環境中への放出を生じた。同年 8 月
28 日までに蒸気噴出の抑圧及び埋孔作業が完了しているが、住民被害補償や周辺環境への汚染対策等の事故対応が現在進行中であるなど地元への影響は引き続き大きく、また、世間一般の地熱開発に対する不安感を増大させた影響も無視できない。
○ JOGMEC では同種の事故の再発防止に資するため、令和３年に作成・公表した「地熱井掘削における自主保安指針」の見直しを行うべく、学術研究、地熱開発事業、掘削事業の 3 分野の有識者からなる蒸気噴出対策検討委員会を設立し、審議を依頼することとした。
○ 委員会においてはできるかぎり事故原因の把握に努め、その結果を踏まえて改訂必要性の有無及び改訂が必要な場合の内容に関する審議を行うとともに、必要に応じて JOGMEC 助成金交付事業における掘削調査の審査の在り方についても助言を行うものとする。なお、事故原因の把握については、資源エネルギー庁、環境省、北海道及び JOGMEC の 4 者連名で、今回蒸気噴出事故の事業当事者である三井石油開発株式会社に対して、本自主保安指針改訂作業への協力を指示している。
○ ただし、本委員会における事故原因の把握は、事故責任の所在追及を意図するものではない。

資料２

議事運営について（案）１． 委員会での配付資料及び議事要旨について、個別企業等の情報提供元から非公開の要請があったものを除き、原則として公開する。
２． 委員を含む委員会参加者は、前項により公開されていない委員会審議の内容を第三者に開示してはならない。ただし、委員会審議に必要である場合を除くこととし、その際は開示先にも同様の秘密保持を求めること。

資料３

地熱井掘削における自主保安指針について（経緯）○ 通商産業省（当時）の提唱を踏まえ、地熱井掘削の安全確保と環境保全に資するため、労働安全衛生法等の規制法令に地熱特有の保安事項を加えた自主的な業界基準として、新エネルギー財団（NEF）が昭和 61 年に「地熱井掘削自主保安基準」（自主保安基準）を作成した。その際、地熱特有の保安事項に関しては、技術的類似性の高い石油掘削にかかる保安法令（鉱山保安法及び鉱山保安規則（石油鉱山編））が参考とされた。その後 NEFは数次の改訂を行ったが、平成 15 年以降未改訂であった。
○ JOGMEC 助成金交付事業における掘削現場での事故が増加傾向にあった状況を背景に、自主保安基準最終改訂以降の地熱井掘削を巡る技術動向、労働環境、法規制等の変化に対応したアップデートを行うこととし、有識者委員会の審議のもと、JOGMEC が令和 3 年に「地熱井掘削における自主保安指針」を作成した。

資料４

地 熱 掘 削 に お け る 浅 部 域 掘 削 時 の 検 討
プレドリ（口元掘削）の概要（目的・利点・留意点）と実施事例＜検 討 資料 ＞

令和5年10月12日

一般社団法人

全国ボーリング技術協会

地熱井掘削における浅部域掘削時の検討

10月末までに検討資料をまとめ委員会に報告

実施内容
1．プレドリ等のアンケート調査の実施(実施中、アンケート取りまとめ中）・協会員全約60社に依頼・開発事業者等（協会員以外）6社に依頼・助成金を受けないで地熱開発を実施している国内3社に依頼

2．協会員技術者による意見交換・討論会の実施(アンケート結果報告）10/17に実施予定
3.

30～40名規模検討報告資料の内容(予定)① アンケート結果② 事前調査の必要性とその手法③ プレドリの概要・実施事例・考え方④ 施工計画立案（コントラクターからの視点）⑤ 掘削作業・浅部逸泥対策方法
・浅部掘削時の暴噴防止装置（ＢＯＰ）の考え方
2

1．噴出防止装置（ＢＯＰ等）の考え方（比較）＜種類

特殊地域を除く

地熱井・石油天然ガス井・温泉井比較
地熱井

基本的な考え方

石油・天然ガス井

＞
温泉

井

掘削深度

1,500～3,000ｍ

3,000～5,000ｍ以上～1,500ｍ程度

対象地層
浅層部の主な地質

火山岩

堆積岩

安山岩転石･角礫凝灰岩･凝灰岩･溶岩

砂礫･粘土･砂坑内温度200～350℃

150～250℃

50～100℃

地温勾(℃/100m)

5～10℃＋α3℃程度

3～10℃＋α

圧力イメージ

低～中圧
2～4MPa程度

高圧
10ＭPa以上

なし
ほとんどがポンプ揚湯

噴出ガスの種類

硫化水素ガス・炭酸ガス

メタンガス

メタン＞硫化水素

噴出ガスの特徴

空気より重い 比重1.19

空気より軽い 比重0.58･ガス･水比1以下>>(水溶性)･量的に少ない場合が多い

ガスの溶解度

水に溶けやすい(硫化水素)
2,500g/100m3

硫化水素ガスに較べ溶けずらい

噴出ガスの危険性(イメージ）

極めて危険
300ppmで意識不明

揮発性が高い屋外では危険やや少･適切な対策で危険は少･2006年温泉法改正

その他･浅層部分で逸泥が多い･生産層逸水時は清水による全量逸水掘削が基本･浅層部分で逸泥は少ない･生産層も逸泥防止が基本･生産層でも全量逸泥は極少･温度が低いため掘削中の噴気発生はほぼなし･自噴発生は希にあり火山岩、堆積岩

27g/100m3

3

＜種類

地熱井・石油天然ガス井・温泉井比較
地熱井

噴出防止装置等

石油・天然ガス井

一般論＞
温口元掘削の方法（0～150ｍ程度）･プレドリが多い･トリコンもあり･トリコン掘削･0～20ｍ程度は打込みもあり･周辺環境によりプレドリ実施･トリコン掘削

口元掘削の目的

周辺環境への対応
逸泥・崩壊・穴曲・ﾄﾞﾘﾙｶﾗｰ挿入

崩壊・ﾄﾞﾘﾙｶﾗｰ挿入
周辺環境への対応

崩壊･穴曲防止

浅層部噴出
発生の可能性

浅層から高温(100℃以上)･断層多･周辺噴気地域を除きほぼなし

口元のBOP設置の有無･仕様書・坑内状況で判断･第2段以降は必ず設置

暴噴時の抑圧方法
坑口バルブ種類

坑内冷却
ANSI

600～900

ほぼなし（過去実績重視）

泉井

ほぼなし

･口元の状況により設置･第3段以降は必ず設置･ほとんど設置しない･最終(仕上)のみ設置の場合あり

バライトで泥水比重を上げ抑圧

バライトで泥水比重を上げ抑圧

3,000ｍクラス→ANSI
5,000ｍクラス→ANSI･ほとんどなしorフランジのみ･自噴の場合、JIS 10K程度

900
1,500

･プレドリ掘削は管尻のみ>>･トリコン掘削はｲﾝﾅｰｽﾄﾘﾝｸﾞ法･インナーストリング法･打ち込みの場合なし･ｲﾝﾅｰｽﾄﾘﾝｸﾞ法または2栓式

口元BOP種類･20”(500A）ハイドリル･口元の状況によりダイバータ･ほとんどなし

2段目以降BOP･ハイドリルのみ･ハイドリル＋ラム･ハイドリル＋ラム･ハイドリル･簡易ラムBOP(耐圧2MPa）･水溶性天然ガスは低圧･構造性天然ガスは高圧･ほとんどは仕上後に噴気･掘削中の噴気発生はほぼなし

セメンチング方法･ハイドリルの重さが約7ｔ
その他→上方向に引張り、ｹｰｼﾝｸﾞへの負担を軽減･掘削中の噴気発生は極く希4＜温度による坑口バルブの耐圧変化＞

バルブの種類（材質：炭素鋼）

材質

地熱

温泉

クラス600

クラス900

クラス1,500

JIS 10K（耐圧14ＭPａ）（耐圧21ＭPａ）（耐圧35ＭPａ）(耐圧1.37ＭPa)

0

10.2

15.3

25.5

1.4

50

10.0

15.0

25.0

1.4

100

9.28

13.9

23.2

1.3

150

9.06

13.6

22.6

1.3

200

8.78

13.1

21.9

0250

8.36

12.5

20.9－300

7.7511.618.5－

温度（℃)◆ バルブの耐圧は温度によって、比較的大きく低下する。

◆ クラス600のバルブを設置し、噴気試験時に坑口温度が200℃まで上昇した場合、バルブの耐圧は8.78M

安全を見るとこの数値の70～80％

6.1～7.0ＭPa(規格の約1/2)を使用範囲とすることが望ましい

5２．プレドリ（口元）掘削の工法
①．概 要

ロッド
(ピン接続)

プレドリ（口元）掘削工法は水がほとんど不要で逸泥層・硬質岩・転石・崩壊地層でも掘削可能で掘進速度も早いことから、

ハンマー

多くの地熱井現場で、掘削リグ搬入前に実施されている。
掘管先端にビット（通常は拡径ビット）・エアハンマーを接続して、圧縮空気の圧力およびピストンの重量をビットに与え、拡径ビットその打撃により地層を破砕して掘削を進める。
掘削された堀屑は、圧縮空気を送り出すコンプレッサーから大風量エア（高圧、エアハンマ作動）がビット先端から噴出して、空気の力によって地上に放出する。
掘削中はケーシングパイプを一緒に引込ながら進行する方法と掘削終了後にケーシングを挿入する二つの方法があるが、最近は前者が主流となっている。

プレドリ作業全景

6ハンマービットの種類
拡径ビット
ケーシング同時引込

ボタンビットケーシング引込なし

7②．プレドリの目的

地熱開発は火山地域で行われ、標高の高いところで行うことが多い。このような地域での口元掘削は・逸泥が発生しやすく、掘削坑径が大きいため規模が大きくなる場合が多く、逸泥対策に時間と費用を要する。
・転石、巨礫が分布している場合が多く、掘削中の衝撃・振動によるショックが大きく、穴曲りが発生しやすい。
・転石、巨礫は硬質な場合が多く、掘削編成上ビット加重がかけられず、掘削進捗が悪くなる場合が多い。
・ケーシング(20”)降下時、転石・巨礫などの影響により、降下が困難となる場合がある(CGS抜管等時間ロス発生)。
・周辺に生活・農業・稚魚養殖場等の井戸及び地下流域がある場合、逸泥発生時に泥水・セメント等による地下水汚染(＝濁り)が懸念される。

以上の課題を解決するため、地熱開発の多くの現場で、逸泥対策を行わず、転石・硬質岩・崩壊層でも目的深度まで効率よく掘削が可能なプレドリ工法が採用されている。

8

③．プレドリの利点・問題点
利 点◆

掘削用水をほとんど必要とせず、エアー掘削のため逸泥が発生しない。

泥水を使用しない◆

このため、周辺環境への泥水等の汚染の可能性が少ない。

◆

転石、巨礫、硬質岩、崩壊性地層の掘削にすぐれ、穴曲りも少なく、掘進速度が速い。

◆掘削リグ搬入前に実施でき、比較的短期間で終了する。

◆

掘削リグの事前編成組立（スタンドバック）やケリー組立等を本坑を用いて安全に行える。

◆

上記作業等を含めて、掘削作業にスムーズに移行できるため、工程・費用の短縮が期待できる。
問題点◆

掘削径とケーシング外径とのクリアランスが少ないため、フルホールセメンチングは困難となる。

◆

逸泥対策をしないため、フルホールセメンチングを行った場合、地層中にセメントが流出する可能性が高い。

◆

管尻スポットセメンチング時、置きセメントとなる。
このため、ケーシング外周部へ均質にセメントミルクを充填することが困難である。

◆

温泉掘削申請許可(許可後2年以内に掘削終了）が必要となる。

プレドリを前年度に実施すると実質1年

9

④．プレドリリング施工事例－１ 最近の主流

５００Ａケーシング を引込ながら掘削→ 管尻ｾﾒﾝﾁﾝｸﾞ
深度（ｍ）
0掘削深度(m)100～150

掘削口径(mm)

530

ケーシング外径(mm)508

クリアランス(mm）22(片側11)40

セントライザーなし

60

リークオフテスト

なし

約0.5ｍ
管動

2080

経験上から管尻セメントの耐圧は1～2MPa程度まではもつのではという声が多い。

100①ハンマー掘削
掘削径530mm
ｹｰｼﾝｸﾞ外径508mm

利 点②ｾﾒﾝﾁﾝｸﾞﾊﾟｲﾌﾟ降下 ③
AQﾛｯﾄﾞ

ｾﾒﾝﾁﾝｸﾞ④バイブロにより管動

約6ｍ3→20～25ｍ分

上下動

約0.5ｍ

水面がない場合なし現場により量の差あり

問題点◆

作業工程が早く、他のハンマー工法に較べ費用も安い。

◆掘削中の逸泥層の明確な判断が難しい(水ありで逸泥･水なしで逸泥？）◆水層の深度が確認できる。

◆

掘削中のセメント等による逸泥対策はほとんど実施していない。

◆

管尻セメンチングとなる

管尻のセメントの耐圧がやや不安

10

④.プレドリ工法施工事例－２600Aハンマー → 500Aケーシング → 600Aケーシング引抜→フルホールセメンチング

深度（ｍ）
020406080①ハンマー掘削
掘削径630mm
ｹｰｼﾝｸﾞ外径610mm②500Aｹｰｼﾝｸﾞ挿入③利 点④ 600Aｹｰｼﾝｸﾞ引上
ジャッキ・バイブロ
GL－6ｍ付近までDP降下
泥水循環⑤ ｾﾒﾝﾁﾝｸﾞ
ｲﾝﾅｰｽﾄﾘﾝｸﾞ法
600A引上⑥BOP設置

問題点◆

セメンチング時のクリアランスが十分確保出来る。
掘削径630mm、ケーシング外径508ｍｍ (片側61ｍｍ）◆

逸泥が発生する可能性が高く、ＬＣＭ(逸泥防止剤）以外の逸泥対策ができない。

◆

トリコン掘削と同様のフルホールセメンチングが可能となる。

◆掘削中の逸泥層の明確な判断が難しい(水ありで逸泥･水なしで逸泥？）◆

セントライザーの使用が可能となる。万一の暴噴時、ＢＯＰを締めても外周部からの暴噴が発生する可能性は少ない。

◆掘削深度は最大80ｍ程度が限界◆600Aケーシングの引上が困難となる場合がある。従来のプレドリ工法に較べて、費用はかなり割高となる
1150～60ｍが適切④.プレドリ工法施工事例－３630mm拡径ハンマー→560mmボタンハンマー→500Aケーシング → フルホールセメンチング

深度（ｍ）
020406080①ハンマー掘削(拡径)
掘削径630mm
ｹｰｼﾝｸﾞ外径610mm②ハンマー掘削(ﾎﾞﾀﾝ) ③ ビット引上
掘削径560mm
泥水置換
裸坑
500Aケーシング挿入

利 点
◆

④DP降下
泥水循環

⑤600Aケーシング引上 ⑥セメンチング
泥水循環
ｲﾝﾅｰｽﾄﾘﾝｸﾞ法⑦BOP設置

問題点

トリコン掘削と同様のフルホールセメンチングが可能となる。
掘削径560mm、ケーシング外径508ｍｍ(片側26ｍｍ）◆掘削中、逸泥層の判断が難しい。
策は困難となる。。

掘削終了後、逸泥防止剤以外の対◆

従来のプレドリ工法に較べて、やや費用はかなり割高となる。

◆◆セントライザーの使用が可能となる。

◆

逸泥防止剤およびセメンチングによる逸泥対策が可能となる。

②のハンマー（ボタンビット）掘削時、崩壊層が激しいと進行が困難となる可能性がある。

◆

暴噴時、ＢＯＰを締めても外周からの暴噴発生の可能性が少ない。◆

崩壊により掘削深度までケーシングの挿入ができない場合がある。

12

④.プレドリ工法施工事例－４

火山徴候が顕著な地域はプレドリ管深度をできるだけ浅くする

深度（ｍ）
02～３ｍ
管動

2040

①ハンマー掘削(拡径)
掘削深度30ｍ程度
掘削径685mm
ｹｰｼﾝｸﾞ内径632mm

②DP降下

③

ｾﾒﾝﾁﾝｸﾞ
約3ｍ3→約10ｍ分

現場により量の差あり④バイブロにより管動 ⑤トリコン掘削
上下動

約0.5ｍ

24”(610mm)掘削リグで実施
500Aケーシング挿入

利 点◆

ドリルカラー挿入により、掘進能率向上に期待できる。

◆掘削リグによる逸泥対策、逸泥発生時の坑内冷却が容易となる。

◆

管動幅が大きくなり、外周部セメント充填に期待できる。

◆

水流域を塞いでいるため、周辺河川への影響が少ない。

◆500AケーシングのＢＯＰの設置により、より確実な暴噴対策が可能となる。

問題点◆

トリコン掘削時、大規模な逸泥層が出現した場合、逸泥対策に時間を要する。

◆

地熱掘削会社の多くは600A用のBOPは所有していない。
このため、ＢＯＰの設置は500A挿入後からとなる。

13

④.プレドリ工法施工事例－５660(762mm)ハンマー掘削→500A(650A)ケーシング → 管状部からフルホールセメンチング

深度(ｍ)010203040506070①ハンマー掘削（ボタン）
掘削径660ｍｍまたは762mm
ハンマービット揚管

利 点②500Aケーシング挿入
セントライザー取付
メクラシュー
25Aパイプを2～3本をアニュラ
ス部坑底まで降下
トップジョブセメンチングを実施③25Aパイプよりセメントスラリー送入
セメントの回帰がない場合は25Aパイプ引上げ逸泥層の上からセメンチングを実施

問題点◆

セメンチング時のクリアランスが十分確保出来る。

◆ほぼ上まで確実にセメンチングが充填できる。

◆

費用がやや割高となる。

◆セントライザー設置により、均一なセメント充填ができる。

◆

崩壊発生時は浚渫が必要となる。

◆

土木工事での事例もあり◆◆

通常のデーブル掘削と同じである。

ハンマー（ボタンビット）掘削時、崩壊層が激しいと進行が困難となる可能性がある。

◆

浅部地下水層や河川への汚染防止ができる。

14

④.プレドリ工法施工事例－６1200mmドーナツ工法(ハンマーグラブ掘削)→500Aケーシング → 管状部からフルホールセメンチング)

深度(ｍ)
010

2030
現場作業状況
全旋回のマシンおよびハンマーグラブにより掘削

40①

刃先付ケーシングを回転・50圧入させ、ハンマーグラブで土②

砂を取り除きながら掘進
掘削径1200ｍｍ
ハンマービット揚管

利 点

ケーシング内を泥水に置換 ③500Aケーシング降下
先端プラグシュー
セントライザー取付
4-1/2”DPを側に降下

1200mmケーシング ④ 4-1/2”ＤＰをよりメントスラリー送入
引き抜き
セメントの回帰がない
場オアはトップアウトセメンチング問題点◆

セメンチング時のクリアランスが大きい。

◆

機械重量が重いため、敷地まで大型車両(トレーラー)搬入が条件となる。

◆

上まで確実にセメンチングが充填できる。

◆

費用が割高となる。

◆

セントライザー設置により、均一なセメント充填ができる。

◆

硬質の場合は20”ハンマーで先進掘削し自由面を作る。
15

④.プレドリ工法施工事例－７８００Ａハンマー → ６６０Ａハンマー→500Aケーシング → セメンチング

深度（ｍ）
02040

60

①ハンマー掘削(拡径)
掘削径860mm
ケーシング外径813mm②ハンマー掘削(ボタン)
掘削径660mm

利 点③ビット引上500Aｹｰｼﾝｸﾞ挿入
セントライザー設置④

セメンチングパイプ降下
セメンチング

問題点◆

汚染影響のある水域までカバーできる◆

コスト増⇒800Aクラスになると特別仕様となるため◆

セントラライザー使用による均一なセメンチングが可能◆◆

暴噴時、ＢＯＰを締めても外周からの暴噴発生の可能性が少ない。

②のハンマー（ボタンビット）掘削時、崩壊が激しいと進行が困難となる可能性がある。

◆崩壊により掘削深度までケーシングの挿入ができない場合がある。
16

資料５

想定される論点（参考）１． BOP 設置のタイミングとその判断基準について
２． BOP 設置と口元掘削、セメンチングとの関係について
３． 事前の地下評価の在り方について
４． 逸泥対策中の噴出未然防止について
５． 今回噴出時に BOP があった場合に何ができたか