陸相頁岩油の水平井における自然産出量は急速に低下し、採出程度は低いが、単井の注水掻き出しは地層エネルギーを効果的に補充し、採出程度を向上させることができる。鄂爾多斯の7区間の頁岩油を例に、数値シミュレーション手法を用いて陸相頁岩油水平井の注水掻き出し最適化研究を行った。頁岩油層の体積的な破砕後の数値シミュレーションモデルの精度向上のため、EDFM（組み込み離散破砕モデル）を導入し、貯留層の天然亀裂および体積破砕によって形成される水圧亀裂を表現し、浸吸作用と貯留層の応力感受性を総合的に考慮した概念モデルを構築した。注水のタイミング、注水量、注水速度、密閉期間および掻き出しサイクルの最適化を行い、数値シミュレーションの結果は、注水速度が速すぎると水が亀裂に沿って流れやすく注入水の利用率を低下させ、掻き出しサイクルが増加するにつれて各サイクルの増油量は低下する傾向があることを示した。モデルの参照とした鄂爾多斯のある頁岩油層に対して、注水掻き出しの最適パラメータは、圧力係数が0.706に低下したときに注水し、注水量は4,000 m³、注水速度は300 m³/日、密閉期間は15日、6サイクルの掻き出しを行い、最終的に採出程度を4.95%向上させ、総油水置換率は6.65%に達した。本研究は頁岩油層の注水掻き出し研究に参考となる。

頁岩油;注水掻き出し;数値シミュレーション;EDFM;パラメータ最適化