第1回海洋産出試験	

2013年：坑内機器降下からガス生産実験	まで	
• 装置を準備して減圧を達成する	
• メタンハイドレートを分解させて、水とガスを生産する	  • 地下で何が起きたのか、物理探査の技術などを使ってモニタリングする	  1	2013年春	

船上設備（ガス/水の計量・処理装置）接続	

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フローテスト準備（3/3-­‐3/12）	
•3/3以前 	  ––––••••

3/3-­‐3/4 資機材積み下ろし、準備等	  3/4 試験編成降下のためのTookbox	  mee0ng（作業前安全確認ミーティング）	  3/5 3-­‐1/2”	  Tubing	  sec0on（坑底センサー等）、ヒーター降下、試ガス処理装置機器積み込み	  3/6 ESP（ポンプ）セクション降下、以後、同時並行に試ガス処理装置組み立て開始、フレアライン配管等実施（ヒーターの電源系統でトラブル。	  
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坑内機器用電源設置作業、電力モニタリング装置準備作業	  陸上での試ガス処理装置組み立て	  デリックにシーブ取り付け	  坑内試験編成、試ガス処理装置の一部機材のサプライボートによる積み込み、一部組み立て開始	  試験について致命的ではないと考え作業を継続。	  

3/8 パッカー部組み立て、SSTT部（緊急切り離し用装置）組み立て	  3/9 	  SSTT部組立、試験。試ガス処理装置圧力テスト開始。	  
同日 ROVによるMT1/MC坑井のDTS/TRDケーブル接続作業、OK	  同日 Flow	  headと試ガス処理装置接続	  3/11 船上ラインの圧力テスト	  同日 ESP パッカーセット、OK	  3/12 2:15 試験開始前のTool	  box	  mee0ng	  3	フローテストの作業計画③-1～坑内機器準備作業～●坑内機器；減圧を行うための最も重要な装置一式	  （１）主要装備と主な役割	  ・坑内ヒータ：長さ約36m	  è 生産流体を加温することで、流体の温度圧力条件を、メタンハイドレ	  ート安定領域外に維持し、流路に	  おけるハイドレートの再生成を防ぐ。	  

海面	  0m	

掘削ライザー	  チョークライン	  	  ・坑内ポンプ：長さ約30m	  è 生産水を排出し、水頭の位置を調整することで、坑低圧の減圧を行う。

・パッカー：長さ約2m	  è パッカー上下のアニュラス部の圧力シールを確立させる。	  

BOP	  

	  パッカー	  	  坑内ポンプ	  坑内ヒータ	  （２）留意点	  ・坑内機器は一式で300m以上の長さがあり、狭い坑内	  （内径約22cm）に多数の電源、データ転送ケーブルを設置する	  こととなるため、損傷等を防ぐための最新の注意が必要。	  
・このため、船上での作業を想定した組立試験を陸上で実施。	   グラベルパック	  è次ページ以降にて紹介	  海底面	  約1,000m		  濃集帯上面	  約1,260m	

濃集帯下面	  約1,330m	
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フローテストの作業計画③-1～坑内機器準備作業～●陸上での坑内機器組立試験の様子（坑内ヒータ部分）	  暖められた水は上の管を通じてポンプへ	ヒーターを収めている鋼管。
この中を水が流れて加温される。	

電源ケーブル（1200m上の船上までつながる）	

ヒーターの発熱体。このさらに内側にコイルがあり、それで発生した磁場による電磁誘導で熱を発生させ、流生産流体（水・ガス混合）を温める。	

坑内ヒーターは誘導加熱式で、直径約17cm、長さ約36mの鋼管中にセットされる。	  
左）ヒーター本体を鋼管の中にセットしているところ。	  
右）ヒーター本体を上側からみた様子。	

BOP	  
海底面	  約1,000m	

鋼管	
発熱体	

ヒーター
本体	

濃集帯上面	  約1,260m	
グラベルパック	  流体	

濃集帯下面	  約1,330m	
5	  5	

２．フローテストの作業計画③-2～坑内機器準備作業～●陸上での坑内機器組立試験の様子（坑内ポンプ）	  シュラウド上部（生産流体の入口）	
シュラウドの外側を流れてきた流体がここで流れの向きを変えられてポンプの方に流れ込む。比重の軽いガスはそのまま上に向かって流れ、水・ガスが分離される。	

ガス	水	上）ポンプ部を覆う鋼管（シュラウド）の最上部（流体取り入れ口）とポンプ上端部	  左）シュラウド下部の生産流体排出口（内側にモーターを格納）	  右）水・ガスセパレータ、流体取り入れ口、モーターをシュラウドに格納しているところ。	
ガス	 水	

シュラウド下部（生産流体の排出口）	
ヒーターから管内を流れてきた生産流体（ガス・水混合）はここに空いた穴を通じてシュラウド外側に流れる。内側にはモーター（右写真）が格納されている。	

シュラウドに格納されるポンプ下部）	

シュラウド上部（生産流体の入口）	

セパレー
タ	BOP	  ポンプ
本体	流体取り入れ口部分	

海底面	  約1,000m	

セパレータ	
流体取り入れ口	
シール部分	

モーター	
モーター	

シュラウド下部（生産流体の排出口）	

グラベルパック	  水・ガス混合流体	

濃集帯上面	  約1,260m	

濃集帯下面	  約1,330m	
6	  6	フローテストの作業計画③-3～坑内機器準備作業～上）管内とアニュラス（管とケーシングパイプの間の隙間）の流体を入れ替える
デュアルフローヘッドと、パッカー	  下）デュアルフローヘッドとパッカーをつなげて坑内に降下している様子	  ●陸上での坑内機器組立試験の様子（パッカー周辺）	  デュアルフローヘッド：パッカー
下では管内を流れていた水（圧力10.5MPa）をパッカー上でアニュラス（管とケーシングの間）に導く。ガスは逆にアニュラ
ス側から管内に導く。電源・センサーのケーブルも、通過させる必要がある。	  

ケーブル類の取り出し口	

ガス（管内）	

クロスフ
ローサブ	

水	水（アニュラス）	
BOP	  海底面	  約1,000m	

パッカー	

パッカー：水圧でゴム製のシールを膨らませて上下の圧力差を支えられるようにする。パッカーの上には約10.5MPaの水圧がかかっている。減圧が進むと、パッカーの下は大気圧近くまで減圧するので、10MPa（100気圧）ほどの圧力をパッカーが支えることになる。	

電源・センサーのケーブル	
濃集帯上面	  約1,260m	

ガス（アニュラス）	

グラベル
パック	  水（管内）	

濃集帯下面	  約1,330m	
7	  7	

船上設備；試ガス設備と生産水処理設備	  	  （１）概要	  ・船上に導かれた生産水・ガスを計量・サンプリングし、安全に処理する。	  
・ガス処理トレインと生産水処理トレインを設置。	  
・それぞれに、緊急遮断弁、サンプリングポイント、流量計、圧力計、温度計、流量調整チョーク、水・ガスセパレータ等を設置。	  

（２）ガスと生産水の扱い	  ・ガスは、温度・圧力・流量のデータを取得、分析用にサンプリングした後、船尾にて焼却処理を実施（フレア）。	  
・生産水は、船上で固体分（懸濁粒子等）の除去、メタンなどの揮発成分の除去等の処理を実施。その後、水質汚濁防止法の排水基準に従って水質分析を実施し、基準に適合すれば海洋に放流する。	  
流量計	  チョークライン	  を上がってきた水	  チョークライン	  （生産水）	  流量計	  緊急遮断弁	  サンドフィルター	  生産流体	

緊急遮断弁	  タンク	  セパレーター	  流量計	  掘削管内を	  上がってきたガス	  掘削管	  （ガス）	  バーナー	  水処理装置	  ・シェーカー	  ・デガッサー	  ・セントリフュージ 等	  セパレーター	  流量計	  ＜船上における処理のイメージ＞	

タンク	  水質分析	  8	2013年春	
ガス生産	
ポンプ運転開始	

9	

メタンハイドレートの分解による温度低下が地層温度計で捉えられる	

地層の温度が低下してしまうとハイドレートの分解は止まる
が、周囲からの熱の流入が十分あれば継続的に分解が続く	  10	

フローテスト（3/12-­‐18）	
• 船上での操作項目	  – ESP周波数（ポンプ回転数）、Water-­‐tarinのChokeの開閉	  – ガスフレアラインとベントラインのつなぎかえ	  • 3/12	  5:20	  ESP	  Func0on	  test（3相交流のフェーズをチェック）	  • 同日 5:40 減圧開始（周波数上げる）	  • 同日 7:51	  最初のガス徴（W/T）～W/Tフレア着火（時刻不明）	  • 同日 9:40	  G/Tセパレータ圧力が高まり、フレアラインにフロー開始	  • 同日 10:00	  G/Tフレア着火	  • 以後、１８日までデータを取得しながらガスと水を生産し続ける。	  

11	出砂-­‐ガス生産実験終了（3/18）	
• 3/18	  4:05	  急にポンプの負荷が増えたことから安全装置が働き、ESPの周波数が落ちる	  • 同日 4:15	  船上で出砂を確認、その後ポンプは正常に復帰したが、減圧は維持できず、船上の機器が砂をさばききれなくなる。	  
• 当日は夜から大荒れの予報であり、安全も考慮して試験を終了させることとして、抑圧作業（ガスが出てこないように、坑内のガスと砂を浚って、圧力を回復させる作業）を開始。	  
• 同日 15:00	  Kill	  well作業完了	  12	

3月18日午前4時、突然ポンプの電流値が急増して安全装置が動作し、回転数が低下。坑底圧力が11MPa程度まで上昇。	

ポンプの動作は正常に戻るが、約15分後船上で出砂を確認。	

13	

砂と水を処理しきれなくなる。	  	  ゲージタンクから水を送るポンプが故障。	  	  ゲージタンクをバイパスしてガンボーセパレータに水を送ったので、シェーカールームでガス検知。	

砂はカッティングススキッド二つを満杯にし、タンクとセパレータを埋めた。	  	  ESPは動いているが、キルウェルして試験終了へ。	
14	

2013年春	

ワイヤーライン検層器による地層物性データ（メタンハイドレート分解後）取得	

ワイヤーライン検層器（センサー）	

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廃坑・検層作業（7/31-­‐8/14）	
• モニタリング坑井の廃坑作業	  • 地層温度計データ収録装置の回収（2012年3月に設置以来、１年５カ月分のデータを回収）	  • MC坑井でのCased-­‐hole	  log取得	  • 分解範囲・出砂等の検討のため、P井近傍に新たに２坑井（AT1-­‐LWD1/2）掘削、LWD及びWireline
検層実施	  • 全坑井の廃坑・原状復帰作業	  16	

Drilling	  of	  AT1-­‐
LWD2	  hole	  with	  LWD	  tools	

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