蘇北盆地高郵凹陷花荘地区は江蘇油田のシェールオイル探査における重点ブロックです。中でも花荘Ⅱブロックのシェール埋没深度は4000 mを超え、同地域のシェールオイル総資源量の42%を占めており、本ブロックの効率的な開発は江蘇油田のシェールオイル探査開発において重要な戦略的意義を持ちます。しかし、埋没深度の増加に伴い、本ブロックのシェールオイルの水圧破砕は施工圧力の高まりや砂の注入困難などの課題に直面しています。これらの問題に対処するため、研究チームは複雑度の向上、支撑面積の拡大、および導流能力の向上を目標に水圧破砕物理シミュレーション実験を実施し、異なる注入量および破砕液粘度が割れ目形態に与える影響規則を分析しました。さらに、数値シミュレーション手法を用いて区間分割・クラスターデザイン、ボール一時的遮断工法、支撑剤組み合わせの最適化を行いました。研究結果は、中・高粘度破砕液の高注入量使用が割れ目の層間貫通能力を向上させる一方で、開口層理数減少および割れ目拡大面積縮小を引き起こすことを示しています。一方、低粘度破砕液と通常注入量の使用は開口層理の連通を促進しやすいです。区間分割・クラスターデザインでは、単一区間に少数クラスタを設けることが割れ目形成エネルギーの集中に寄与し、各クラスタの均衡した流入および砂投入を促進します。シミュレーション結果は、単一区間に5～6クラスタを設定することにより、割れ目の均衡拡大および支撑効果を満たすことを示しています。さらに、異なる送球量、一時遮断球数、直径における一時遮断球のボーリング孔遮断への影響をシミュレーションし、送球量は12～14 m³/分、一時遮断球直径は15 mm、一時遮断球数は孔眼数の50%～60%で工法パラメータの最適化を行いました。複雑な割れ目内の支撑剤輸送配置シミュレーションと組み合わせて、最適な支撑剤組み合わせおよびポンプ注入パラメータを決定し改造効果を高めました。この工法はHY7井で成功裏に実施され、最大日産油量は52.3 tに達し、単井当たりの最終回収可能埋蔵量は4.6×10⁴ tとなり、江蘇油田花荘Ⅱ区塊の深層シェール探査に大きな突破をもたらし、同様のシェール油開発に重要な参考となっています。

蘇北盆地;深層シェールオイル;密接切断裂;送球一時遮断;組み合わせ粒径