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火山岩貯留層モデリング

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国内の火山岩貯留層のほとんどは海底に噴出したもので、その化学組成・構造・分布などの理解は、探鉱において最も重要です。また火山岩貯留層は、非在来型貯留層の一つとして、将来における埋蔵量確保への貢献が期待されています。

地下にある天然資源の埋蔵量予測から始まった応用数学の一分野である「地球統計学」は、1990~2000年代に著しい進歩を示し、火山岩貯留層の解析においても重要な手法となっています。

JAPEXは、50年を超える国内火山岩貯留層の探鉱開発経験に加え、地球統計学を適用しながら、火山岩貯留層の解析を行っています。

火山岩貯留層の特徴

火山岩は世界的に見ると、石油・天然ガスの由来となる炭化水素を地層にとどめるためのふたとしての役割が大きく、炭化水素を胚胎する岩石として主要なものではありません。しかしながら、火山岩が貯留層にもなっているという報告が世界的になされており、火山岩貯留層の分析は新たな炭化水素発見の可能性を持っています。

国内においても、中新世に海底噴出した火山岩貯留層で構成される油ガス田があり、シリカ(SiO2)に富むものと乏しいものの2種類が知られています。それぞれの特性に応じて、火山岩の岩相(地質を構成する岩石の特徴)も異なります。

  • SiO2に富む流紋岩質火山岩:新潟県・片貝ガス田、吉井ガス田など
  • SiO2に乏しい玄武岩質火山岩:秋田県・由利原油ガス田など

地球統計学を用いた火山岩貯留層モデリング

JAPEXは、火山岩貯留層の地質モデリングに多点法地球統計学を用いており、その有効性を確認しています。

砂岩層と比較して、火山岩層は三次元的な不均質が高い貯留層です。そこで、JAPEXはで火山岩貯留層の地質モデリングに地球統計学的モデリング手法(多点法:multiple-point statistics)を用いた貯留層評価を実施しています。

地表で観察された火山岩アナログの岩体形態や、火山岩貯留層を掘削することによって直接得られたデータ(認識確度の高いハードデータ)、ハードデータから推測される岩相分布の傾向(認識確度の低いソフトデータ)を統合した地質モデルを作成しています

地質モデルでは、貯留層を構成する海底噴出火山岩体(流紋岩および玄武岩)、さらには火山岩体を構成する火山岩相(溶岩相、ブロック状溶岩相、再堆積相)を表現し、流動シミュレーションや各種貯留層評価に活用しています。

volcanorocks_modeling_left.jpg
volcanorocks_modeling_right.jpg

火山岩貯留層モデリングイメージ(左:訓練像/右:具現像、出典=*1)

(出典)

*1: 山田知己・岡野祥之, 2006, 火山岩貯留層のモデリングとフローシミュレーション:多点法地球統計学と確率摂動法の応用, 石油技術協会誌, 71, 1, 85-93

新潟県・片貝ガス田の珪長質火山岩貯留層における地質モデリング

新潟県・片貝ガス田のSiO2に富む珪長質火山岩貯留層の地質モデリングにおいても、地球統計学を適用しています。地表での地質調査結果をもとに地質概念モデルを作成し、多点法地球統計学的モデリングの訓練像作成にそのデータを活かしています。

海底に噴出した高温の珪長質熔岩の外殻には、冷たい海水に触れた際に起こった水冷破砕が確認できます。水冷破砕で形成された角礫岩相は実際の油ガス田において良好な貯留岩となっています。

volcanorocks_formation_left.jpg
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珪長質熔岩における貯留岩相(左:水冷破砕した角礫岩相/右:水冷破砕し転動した角礫岩相)

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