水圧破砕の最適化

水圧破砕で形成されるフラクチャー形状の概念は,古典的な平板型を想定することから脱却し,曲がりくねったフラクチャーネットワークと同時伸長する複数フラクチャーへと転換しつつある。これは,火山岩層や天然亀裂が発達した地層などの複雑な貯留層が水圧破砕の対象になってきているためである。


複数フラクチャーの幅は非常に狭く,プロパントは部分的モノレイヤーを形成するに過ぎない。プロパント濃度が低い場合,個々のプロパントに掛かる応力は大きくなり,下図に示すように,貯留層圧力の低下に伴ってプロパント粉砕とフラクチャーコンダクティビティーの劣化を招くことになる。


下図は,複数フラクチャーの概念を用いて再現されたフラクチャリング時ならびに生産時の圧力挙動である。このような優良なマッチングは平板型フラクチャーの仮定のもとでは不可能である。この二種類の圧力データは基本的に異なる機構のものであるが,双方が示すフラクチャー形状は幅が狭く短い複数フラクチャーであった。


複数フラクチャーの抑制法の一つに,仕上げ長さを短く制限するこのがある。部分仕上げはその反面,生産性を低下させかねない。そこで,生産性低下の程度を個々のケースに応じて評価することが重要になる。下図は,圧力プロファイルを非ダルシー流の影響下で計算したものである。部分仕上げのために,大きな圧力低下が起こっていることがわかる。

課題: 複数フラクチャーの概念を更に研究する必要がある。その上で,複数フラクチャーの抑制法を含んだ水圧破砕技術の最適化を検討する。

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