ページ番号1007256 更新日 平成30年2月16日

フラクチャリングのサービス会社から見たシェール資源採掘

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レポートID 1007256
作成日 2014-08-22 01:00:00 +0900
更新日 2018-02-16 10:50:18 +0900
公開フラグ 1
媒体 セミナー・報告会資料
分野 技術非在来型
著者 伊原 賢
著者直接入力
年度 2014
Vol 0
No 0
ページ数
抽出データ フラクチャリングのサービス会社から見たシェール資源採掘環境派/開発反対派の懸念事項? 大量の淡水使用? フラクチャリングによる地下水汚染? ガスの地表への漏洩2014年8月21日 調査部 伊原 賢話の流れ水圧破砕によるフラクチャリング流体フローバック水の処理技術シェール革命による帯水層汚染の懸念がスリック・ウォーター・フラッキング以外の水圧破砕(従来型のフラクチャリング)を再評価するきっかけにフラクチャリング流体の比較、カナダでのケーススタディフラクチャリングの方向性フラクチャリング流体の課題12?ウ破砕によるフラクチャリング流体成分の95%超が水であり、その他、プロパントと呼ばれる細かな砂や、粘性を高める化学物質等により構成1メガワット時の電力量を生み出すのに必要な水の量カナダのホーンリバー・シェールでは水圧破砕のために1坑あたり15,000m3、米国のバーネット・シェールでは水圧破砕のため1坑当たり11,000m3程度の水を使用している。多量の水利用として、しばしば批判を受けるが、この水の量はゴルフ場が25日間で使う量、ニューヨーク市が4分で使う量に相当する。25日間は1坑あたりのシェール掘削日数に相当する。シェール採掘に用いる水の量が他のエネルギー源と比べて、多量には使っていないことは言えそうである。別の意味では、エネルギーの産出/投入比率が優れていることを示している。34tローバック水の処理技術シェール革命による帯水層汚染の懸念がSWF以外の水圧破砕(従来型のフラクチャリング)を再評価するきっかけにジェルを用いた従来型のフラクチャリングのメカニズムSWFはジェルやプロパントの量を減らせるのだが・・・56tラクチャリング流体の比較純CO2:液体CO2を井戸内で温め、ガス化。純窒素:液体窒素を気化器でガス化し、井戸に圧入。泡の方がスリック・ウォーターよりも作られた亀裂の均質性に優れる:カナダの事例(SPE166268論文)。層の圧力が低く、フラクチャリングに用いる水のコラムを井戸から押し出すこと(生産前の井戸のクリーンアップ)が困難な場合、泡を使う。生産流体にアスファルテンやパラフィン分を含む場合、CO2や窒素はそれらと反応して、地層障害(例えば目詰まり)を引き起こすので使えない。但し、乾ガスの場合、そのような障害は起きず、有効となる。窒素ガスを取り扱う高圧ポンプには数に制約があるので、浅い井戸への適用が望ましい。テキサス州イーグルフォード・シェールのように深い井戸が必要な場合には、窒素のポンプ圧入圧力は15000psiが必要となる。7カナダのモントニー・シェール:ブリティシュコロンビア州とアルバータ州に跨るタイトガス生産エリア(シェール/シルト岩/砂岩)モントニー・シェールからの生産は、水平坑井を2005年から適用することで復活した。初期はジェルをフラクチャリングに用いていたが、やがて、安価な泡にシフトしていった。そして過去3~4年を見てみると大手のEncana社やShell社はスリック・ウォーターに変えていった。スリック・ウォーターのコストが高いのは、水の調達コストが高いこととフローバック水の圧入井が90マイルも離れていることに起因している。シェール開発が活発になると、水の調達は難しくなると共に、圧入井の確保も難しくなる。泡を使った場合は、使ったCO2や窒素の井戸からの除去が、比重差から水に比べ楽なので、ガスの生産開始が早くなる。出来たフラクチャーは25%ほど小さく、プロパントの量も30%ほど少なくなった。しかし、シェールの膨潤や坑内の水没が回避できた分だけ、ガスの回収量は増えた。カナダのシェール開発業者は、水平坑井に施すフラクチャリングの流体にCO2泡や窒素泡を多く使う傾向がある。8tラクチャリングの方向性フラクチャリングの技術に関しては、「複雑な割れ目(フラクチャーとも言う)なるものが形成されているのか」、「現在の技術でフラクチャリングの動きを解析・計算できるか」、「高浸透性の場合、多量な水量は必要か」、「フラクチャリングで出来た割れ目の詰め物であるプロパントのサイズと濃度」がよく議論される。フラクチャリングの歴史は67年にもなるのに、なぜまだ理論が整理されず幾つもあるのかという話も良く聞く。圧入水は高粘度(ジェル状)である必要性の議論があるが、イーグルフォード・シェールやハイネスビル・シェールだと割れ目の屈曲が大きいので、水の粘度を高くしないとプロパントをうまく押し込めない。しかしそうでない場合は不要で、シェールガス革命の父と言われる故ジョージ・ミッチェル氏はバーネット・シェールで意味なく高粘度のハイブリッドフラクチャリングを行うのを、「にせのハイブリッドシステム」と評した。深度が深く、割れ目の屈曲が大きくて高い粘度が必要となると、フラクチャリング流体に混ぜるケミカルのコスト、掘削日数の増加、オイルベースマッドの使用などで、掘削コストはだいぶ大きくなる。フラクチャリングのサービス業界としては、水のリサイクル率を増して真水の使用量を減らしている。フラクチャリング流体の課題水は安く、CO2や窒素が高いというのは、真理か偏見か?「水を使わないフラクチャリング」は長期にわたる生産性向上は期待できるのか? そうとは言わない開発業者もいる。 <- 長期にわたるデータの分析不足。掘削時間と生産性向上との関係(「水を使わないフラクチャリング」が長期にわたる生産性向上が期待できても、その分準備に時間がかかり、掘削できる井戸数が減るとすると、「水を使わないフラクチャリング」の採用には結びつかない。)「水を使わないフラクチャリング」は、米国におけるシェール資源採掘のスピードに追いつけるのか?「水を使わないフラクチャリング」は、工場ベースの掘削(掘り続ける)のような学習効果が期待できるか? ルーチン化、マニュアル化出来るのだろうか?910ワとめシェール資源の採掘業者にとって、自分たちの井戸掘削活動の維持拡大には、シェールに人工的に亀裂を入れる技術(フラクチャリング)と帯水層汚染との因果関係解明が、喫緊の課題となっている。それは、フラクチャリングに用いられる多量の水やポンプ類の移動があるからだ。周辺環境として人口の密集は開発を妨げる要因となる。環境対策には、今までの経験やノウハウが大事になる。11
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国・地域 グローバル
2014/08/22 伊原 賢
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