メタンハイドレート資源開発研究
資源量評価分野の研究開発
平成13年度研究成果報告会
平成14年7月2日
石油公団 石油開発技術センター
02/07/02

平成13年度研究成果報告会＠TRC

1

マリックプロジェクト
サイエンスプログラム概要

メタンハイドレート研究プロジェクトチーム
内 田 隆
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平成13年度研究成果報告会＠TRC

2

石油開発技術センター研究成果報告会平成14年7月2日
石油開発技術センター研究成果報告会平成14年

１．目的
メタンハイドレート実証井Mallik 2L-38掘削成果を踏まえ，マリック生産調査井の掘削によってメタンハイドレートの成因および産状，形態，分布などからメタンハイドレート賦存様式を解明し，メタンハイドレート鉱床胚胎を予測する技術開発および南海トラフ地域のメタンハイドレート資源量評価に資する。

２．研究内容マッケンジーデルタにおけるメタンハイドレートの生産調査
井Mallik3L,4L,5L-38のサイエンスプログラム関連の研究（１）事前準備及び資機材送付（２）坑井地質作業（３）試料分析，検層解析
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Mallik Gas Hydrate Production Research Well ProjectScience Program in Japan

1. Petrophysical Properties: JAPEX/JNOC-TRC
2. Biostratigraphy: JAPEX/Niigata Univ
3. Geochemistry3.1) Organic Geochemistry: JAPEX
3.2) Gas Geochemistry: JAPEX
3.3) Isotope Geochemistry: JAPEX
3.4) Sediment Geochemistry: AIST (GSJ)
4. Microbiology: JAMSTEC
5. Gas Hydrate Characteristics
5.1) Nuclear Magnetic Resonance (NMR): JAPEX
5.2) Laser Raman Scattering and XRD: AIST (HNIRI)
5.3) Gas Hydrate Dissociation Modeling: Tokyo Univ/ JOE/ JAPEX
5.4) Gas Geochemistry (gas hydrate): JAPEX
5.5) Isotope Geochemistry (gas hydrate): JAPEX
5.6) Inorganic Geochemistry (gas hydrate): Tokyo University
5.7) Physical property (gas hydrate): Osaka Gas
5.8) Formation/dissociation kinetics (gas hydrate): JNOC/Tokyo Gas
5.9) X-ray CT imaging (gas hydrate): JNOC/JAPEX
5.10) Seismics (Cross-hole tomography): JNOC/JAPEX/Kyoto Univ/JGI
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4

Permafrost Region
0Surface

Deep Marine
Sea Level

0200

200

400

400600800
1000

Permafrost

Sea Water600800

Methane Hydrate Zone

1400-20 -100 10

Methane Hydrate Zone

1200
Bottom of MHSZ

1400

20 30

Temperature (℃)
02/07/02

ient
radal Grm
theGeo1200

1000
ientradal Grm
theGeoBottom of MHSZ

Sea Floor

Sea Water T
emperature

Depth (m)Methane Hydrate Phase Boundary

平成13年度研究成果報告会＠TRC-20 -10

010

20 30

Temperature (℃)
5Mallik DTS Configurations
Observation
Well

Main
Well

Observation
Well

900ｍ
900ｍ
Thermal Stimulation Interval

Hydrate ‘C’Hydrate ‘E’Possible MDT
Testing Intervals

Hydrate ‘D’
WaterHydrate ‘B’

DTS LoopHydrate ‘A’

1100ｍ
1100ｍ
02/07/02Free Gas

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Water

6

Saturation Measurements
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平成13年度研究成果報告会＠TRC5 cm

7Dissociation Measurements

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Sonic Velocity Measurements

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Pore Water Squeezer

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D A Y S vs D E P T H
Japex/JNOC/GSC et al Mallik 5L‑380

Rig up & cool mud
Drill 444.5 mm hole from 20 to 117 m
Run & cement 346.1 mm casing.

100
200
300
400

600
700
800

Drill 311.2 mm hole from 117 to 687 m

DEPTH (m)500

E‑Log. Stuck tool. Recover logging tools. Wait on weather.
Wiper trip. Run 244.5 mm casing. Blend cement & cement
casing. Top job cement. Lay down drill pipe. Nipple up BOP's.
Drill 222.2 mm hole from 687 to 876 m.

900
1000

Cut cores from 876 to 1151 m.
Recover core with wireline

1100
1200
1300

SPUD 23:00 hrs Jan. 25, 2002
T.D. 03:45 hrs Feb. 20, 2002
Rig released 12:00 Mar. 14, 2002

0502/07/02

10Open 159 mm hole to 222.2 mm holefrom 876 to 1151 m. Drill 222.2 mm hole
to 1166 m.
Open hole Log. Run 177.8 mm casing & fiber
optics cable. Cement casing. Cased holeLog. Flow test. Thermal Test. Cool mud.
Log. Set bridge plug. Nipple down.

15202530
平成13年度研究成果報告会＠TRCDAYS FROM SPUD

35404550
1135

Sampled at Well site and IRC
1. Well site

no.

planresult

50102024100

410161647
23

Ordinary coreorganic matter
100
Formation watervial
300
Dissociation experiments, Sonic velocity measurements

14018012GH corespressured coreliquid Nitrogen
Saturation measurements GH coreGas sample from above gas cylinder
Headspace gas
Microbiology sample

2. Inuvik Research Center

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Pore-Space Hydrate

Mallik 2L-38904m:
Common Occurrence of Pore-Space Hydrate

913.7m: Biggest Form of Pore-Space Hydrate

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X線CTスキャナ

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Mallik 2L-38904ｍ: Common Occurrence of Pore-Space Hydrate

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913.7m: Biggest Form of Pore-Space Hydrate

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Photomicrographs of thin-section: Mallik

1mm

Open Nicol
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Crossed Nicols
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Downhole Well Logging

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Mallik 5L-38 Sample Flow
Gas Hydrate Characterization
JNOC/JAPEXAIST(HNIRI)JAPEX/Tokyo Univ
Tokyo Gas
Osaka Gas

X-ray CT, NMR, Petrophysical Property
Laser/Raman
Dissociation Experiment
Dissociation Rate
Physical Properties

Gas Hydrate Core

Sedimentology
JAPEXFMI

Downhole Well Logging
JAPEX Well Log
JAPEX/Kyoto UnivWell Log Data

X-hole Tomography

Science Program Japan
Ordinary Sample

Production Data

Petrophysical Properties

JAPEX Pore-size Distribution

Microbiology
JAMSTEC

Biostratigraphy

Geochemistry
JAPEX
Tokyo Univ
AIST (GSJ)*exclusive of ICDP
Production

JNOC/JAPEX

Modeling

JAPEX
JOE/Tokyo Univ

JAPEX/Niigata Univ
Dinoflageｌｌate

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Interpretivebetween
plot of molecularratiosof hydrocarbons
vs. content
carbonRelationscarbonisotopeandmethaneisotope compositions of CH 4

C1
Hydrocarbons ( C2+C3 )10 5

Bacterial

Leg 76, 164
Blake Ridge

Leg 112
Offshore Peru10 4

MITI Nankai Trough239-257 mbsf

10 3

Leg 146
Offshore Oregon

Mixed

Mallik 2L-38
Leg 84
Offshore Guatemala

10 2Leg 96
Gulf of Mexico

10Thermogenic
1-80-70-60-50-40Methane δ 13C (‰)

Mallik 2L-38
02/07/02

898 m

904.75 -914.6 m

平成13年度研究成果報告会＠TRC-30-2025

Mallik 2L-38
0δD (CH4) (‰)-100
Bacterial(CO2 reduction)-200

Thermogenic
898m
904.75 -914.60

Mallik 2L-38
Hydrate dissociated gas-300
Bacterial(fermentation)

-400

-500
-120

-100

-80-60Mackenzie Delta (7 ~ 354 m)
92GSC-Unipkat, -Kumak, -Taglu(Collett and Dallimore, 1997)-40-200δ13C (CH4) (‰)
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Mallik 2L-38
abc

13

C enriched structure II hydrate(60% methane, 40% propane)

methane

Structure‑IIODP Leg164

propaneNMR

Structure‑I

Mallik 2L‑38(This Study)d13

C enriched structure I hydrate(100% methane)

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60
40
200-20ppm

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Mallik2L-38
Mallik
2L-38: Result of Well Log Analyses
Resistivity

Acoustic Velocity

Statistical Method

900

110002/07/02(Miyairi et al., 1999)

平成13年度研究成果報告会＠TRC

28

MH-dominant intervals

Depth, mMallik 2L-38
CL, MMOL

GH %pore

Chloride
Chloride,mmol,mmol Table

Gas Hydrate, pore sat.%

840840

860

860

880

880

900

900

Unit 1

Unit 2
920

920

940

940

960

960
002/07/02

100200300 400

500 600

700

Unit 30CL, MMOL平成13年度研究成果報告会＠TRC

204060GH %pore

80

10029

石油開発技術センター研究成果報告会平成14年7月2日
石油開発技術センター研究成果報告会平成14年

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石油開発技術センター研究成果報告会平成14年7月2日
石油開発技術センター研究成果報告会平成14年

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石油開発技術センター研究成果報告会平成14年7月2日
石油開発技術センター研究成果報告会平成14年

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石油開発技術センター研究成果報告会平成14年7月2日
石油開発技術センター研究成果報告会平成14年

まとめ• メタンハイドレート含有砂コア試料ほかを採取し，産状を観察した
孔隙充填型ハイドレート：Ｍａｌｌｉ
ｋ2L-38，南海トラフ• メタンハイドレート卓越４層準を確認した
コアおよび検層解析から高飽和率を再確認• メタンハイドレート分布下限を確認した
コア観察，検層，DTS：安定領域下限にほぼ一致• 永久凍土層下限を確認した
DTS，検層02/07/02

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石油開発技術センター研究成果報告会平成14年7月2日
石油開発技術センター研究成果報告会平成14年

今後の予定
コア分析関連X線CT，地化学分析，岩石鉱物分析ほか：
ほぼ終了
NMR，Laser-Raman
X線CT分解実験
浸透率測定
分析結果の総合解釈

検層解析
検層解析
FMIほかによる堆積相古流向解析
FMIほかによる堆積相古流向解析

その他

マリックサイエンスワークショップ：2002年11月以降
成果の公開：2004年8月までに
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Samples to Japanno.

(1) Petrophysical property(2) Paleontology(3) Geochemistry
Organic geochemistry
Gas geochemistry
Inorganic geochemistry
Isotope geochemistry
Sediment geochemistry(4) Microbiology

resultordinary coreheadspace sample

1210

headspace sample
headspace sample
ordinary core (formation water)
headspace sample
ordinary coremicrobiology sample

2047180
1014023(5) Gas hydrate measurement
X-ray CTGH core all
JNOC/JAPEXNMR
GH coreJAPEX
Laser-Raman, XRD
GH coreAIST(HNIRI)
Dissociation modeling
GH coreTokyo Univ/JAPEX
Physical property
GH coreOsaka Gas
Formation/dissociation kinetics. GH core Tokyo Gas
Petrophysical property
GH coreJAPEX/JNOC
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Gas geochemistry
gas sample
JAPEX

41
34554436
16

Occ urre nc e s o fof
NaNaturalt ura l GaGass Hy dHydrates
ra t e s
Occurrences
Sea Surface

Sea Floor

1 meter

Hydrate-bearing

Zone

BGHSZ

BSRf r ee- gas

Not to Scale
GHSZ
normal sed im ents

unconsolidated sediments in GHSZ

Gas Hydrat e Occurrences
pore-space hydrate< 10 mm(interconnected, small-sized)

disseminated hydrate
1~ 50 mmnoduleplaty hydrate> 10 mm thicklayered/massive hydrate ?

> 50 mmvein/dyke> 100 mm thick

Below
BGHSZ
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unconsoli datZone
edFree Gas

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Normalf r ee gas-Sediments
beari ng>>> JNOC TRC
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コア分析／測定機器
日 本：弾性波／比抵抗測定装置 W1.0m
ガスハイドレート分解測定装置（圧力容器）
ガスハイドレート分解速度測定装置 W1.4m T1.7m
スクイーザー
イオンメーター
ドイツ：加圧下での弾性波／比抵抗測定装置 W2.8m
コアスキャン装置 W2.0m 堆積学的観察用
質量分析計 W0.5m 現場でのマッドガス測定
カナダ：前回に準じる。IRC設備を主にする
米 国：前回に準じる。ピクノメーターほか

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Pore-Size Distribution
Mallik 2L-38

Sandy Sediments

919.1040

Mercury Porosity %906.20孔径分布２L-38
902.2020

943.78944.080102/07/02

101001000
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Pore Radius (nm)10000

10000041

Pore-Size Distribution
Mallik 2L-38

Silt to Mud

Cumulative Pore Volume (mm 3 /g)

200936.32
891.50100896.45
894.00887.23929.19937.53927.86
949.08

01

10

100

1000

10000

100000

Pore Radius (nm)02/07/02

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1Sw01

Sw

0

Mackenzie Bay SeqΗΩΧΗΩΧ

Kugmalit SeqΗΩΧ

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02/07/02

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Sonic Velocity Measurements
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