四川盆地南部地域（以下「川南」）の深層シェール貯層では、断層が発達しており、シェールガス水平井の工事施工および有効生産に直接影響を与える。川南五峰群－龍馬渓群のシェールコアに基づき、岩石物理実験および数値シミュレーション実験を実施し、異なるスケール、異なる産状、異なる充填物質を持つ裂け目の音響応答特性を得た。裂け目が音波減衰能力に及ぼす影響要因を分析し、シェールガス水平井における裂け目識別および有効性評価方法を1セット構築した。結果は、縦波、横波、ストーンリー波の振幅減衰が裂け目の傾斜角および裂け目幅の共同影響を受け、その減衰能力は裂け目幅の増加に伴い指数関数的に増加し、裂け目傾斜角の増加に伴い低下することを示した。ストーンリー波は充填流体裂け目に敏感であり、ガス含有および水含有の有効な裂け目を識別・評価できる。縦波および双極子横波は充填方解石裂け目に敏感であり、充填方解石の無効裂け目を識別・評価できる。反射波イメージングに基づく裂け目識別結果は、イメージングログおよびコアによる裂け目タイプ識別と一致し、有効性評価方法の信頼性を検証した。研究成果をシェールガス水平井の実測データに適用し、シェールガス水平井の断裂リスク位置を精密に評価し、「一区域一策」圧裂区間の最適設計を効果的に保証した。

裂け目;深層シェール;アレイ音波;振幅減衰;有効性評価