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砂層型メタンハイドレートフォーラム2020

物理探査モニタリング
MH21-S研究開発コンソーシアム（MH21-S）
藤本暁（JOGMEC）
2020年12月16日

物理探査モニタリングとは•物探モニタリングデータ

地質モデル
Update岩石物理モデル
Velocity•

物理探査モニタリングとは、物理探査をフィールドで複数回実施して地下の物性変化を把握する手法。
地質モデルや貯留層シミュレータへのフィードバックデータを得ることを主目的とする。
MH21-Sでは弾性波を用いた物理探査モニタリングを実施。

Validation•2

MH saturation

検層・コア・震探データ

生産試験観測データ

貯留層シミュレータ

モニタリング調査
2022年度計画中

生産試験
2021年度予定

発震船

ベースライン調査2
2021年度計画中

第二回海洋産出試験
物理探査モニタリング
4C地震探査ベースライン調査
2019年3月

モニタリング調査2
2018年7月

モニタリング調査1
2017年10月~11月

発震船

生産試験
P3：2017年5月
P2：2017年5月～6月

第一回海洋産出試験
物理探査モニタリング
4C地震探査ベースライン調査
2016年7~8月

モニタリング調査2
2103年8月

モニタリング調査1
2013年4月

生産試験
2012年3月

ベースライン調査
2012年8月

これまでMH21-Sが実施してきた物理探査モニタリング

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アラスカ陸上産出試験
物理探査モニタリング
DAS-3DVSP（Cross Well Tomography等も計画中）

バイブロサイス

第一回海洋産出試験
4C地震探査（4Component地震探査）

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目的• 減圧法が地下に影響を与えた範囲の把握
データ取得概要• ガス生産試験の前後・計三回のデータ取得を実施• 海底面にOBC（Ocean BottomCable）方式にて4成分センサーを敷設し、海面からShootingすることにより、狭い範囲で3Dボリュームを取得
結果• 反射P波の受振に成功• 反射波イメージング・Time Lapse応答の把握等に改善の余地有⓪Baseline①Monitor1①-⓪（差分）①-⓪（NRMS）

第二回海洋産出試験
4C地震探査（4Component地震探査）

5目的• 減圧法が地下に影響を与えた範囲の把握
データ取得概要• ガス生産試験の前後・計三回のデータ取得を実施• 第一回海洋産出試験時よりセンサー数・発震点数・ジオメトリ等を大幅に改善し、広範囲の3Dボリュームを取得
結果• 反射P波を受振し、ガス生産前後の地下のインピーダンス変化の把握に成功• PS変換波の取得に課題• 現在も取得データのレビュー・解析を継続中⓪Baseline①Monitor1①-⓪（差分）①-⓪（NRMS）

アラスカ陸上産出試験
DAS-3DVSP（Distributed Acoustic Sensing - 3D Vertical Seismic Profiling）

データ取得概要• 層序試錐井（STW：Strat Test Well, Hydrate-01,2018年度に掘削）のケーシング外側に敷設したDASケーブルを受振機とした3DVSPを実施• DASによる陸上3DVSPとしては世界最大規模

結果• 得られた3Dボリュームを解釈し、層序試錐井近傍の断層を抽出• 断層解釈結果の一部を地質モデルに反映

センサー（光ファイバー）目的• アラスカ陸上産出試験地における断層分布の把握• 減圧法が地下に影響を与えた範囲の把握

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アラスカ陸上産出試験 DAS-3DVSP
VSP実施現場近景

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Generator, Oil Tank, VSP Unit, Hydrate-01 Well House, 7-11-12

Vibroseis

Recorder Unit

Wellheadアラスカ陸上産出試験 DAS-3DVSP
データ取得のレイアウト
PBU 7-11-12 PAD, VIVSP & Recording Unit Layout
3000ft8TD→

TVDGL（ft）

Wellhead→Pre-plot

Post-plot

水平距離（ft）

2000ftShooting Point
立入禁止エリア

アラスカ陸上産出試験 DAS-3DVSP
光ファイバーケーブル

9Hydrate-01

Recorder Unit

Cable
Cable1

Cable2Cable

DTS/DAS

DTS/DASMode1 x Single Mode
2 x Multi Mode1 x Single Mode
2 x Multi ModeDAS（Distributed Acoustic Sensor）
Fiber cable typeJ-fiber SM Single ended

Fiber manufacture

Prysmian Downhole TechInstall companySchlumbergerアラスカ陸上産出試験 DAS-3DVSP
発震・受振仕様

10Source / Receiver

Peak force

61800lb

Unit per group2, in-phase

Sweep frequency

2/200Hz

Sweep length

20s

Shot points

9(VIVSP) 1701(3DVSP)

Station interval

1m

Receiver depth

200ft(Top) 3506ft(Bottom)

Sampling rate

1ms

VibroseisInterrogator

TypeiDAS（Silixa）

Sampling frequency

4000HzLaser firing rate

40000Hz

Gauge length

10m

OutputStrain rate

Interrogator

アラスカ陸上産出試験 DAS-3DVSP
取得データ例Time (s)Frequency(Hz)VIVSP
SP: 1014 - 1009
Strain Rate

Sonic
Permafrost
Bottom？

VSP

D-Hydrate

B-Hydrate

11

VIVSP
SP: 1014 - 1009
Strain Rate
Trimmed Median Stacking
Autopicking on Enhanced Down
TT Smooth: 7 levels

アラスカ陸上産出試験 DAS-3DVSP
深度断面図（Depth Migration Volume）

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Depth(ft)

Amplitude
TroughPeakアラスカ陸上産出試験 DAS-3DVSP
深度断面図（Depth Migration Volume）

Depth(ft)

Amplitude
TroughPeak

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アラスカ陸上産出試験 DAS-3DVSP
深度断面図（Depth Migration Volume）

Depth(ft)

Amplitude
TroughPeak

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アラスカ陸上産出試験15まとめ• 層序試錐井（STW：Strat Test Well, Hydrate-01）において3DVSPデータを取得• 3DVSPによって高品質な3D Volumeが得られ、Surface Seismicでは認識できなかった断層を新たに解釈（その結果は地質モデルに反映済）
今後の予定• データ取得井（GDW：GeoData Well）、生産井1・2（PTW：Production Test Wells）掘削後、ガス生産前後に3DVSP・Cross Well Tomography等を計画中

Cross Well Tomography概念図

本資料は、経済産業省の委託により実施しているメタンハイドレート研究開発事業において得られた成果に基づいています。