中国の深部炭層メタンの実証基地は初期段階で完成し、徐々に大規模な探査開発の重要段階に移行しています。この突破口はエネルギー分野に新たな希望と挑戦をもたらしました。開発が進むに連れて、伝統的な3次元静的モデルは、強い非均質性を持つ貯留層における水平井の大規模な圧裂条件下での流れ-応力結合の動的応力進化の予測に限界を示しました。これに対し、本研究では大寧—吉県区画の深部炭層を例に、貯留層圧裂の動的応力場に関する詳細な検討を行いました。研究では地質工学統合の炭層ガス貯留層圧裂割れネットワークモデルを用いて、水平井プラットフォームの圧裂過程をシミュレーションし、地質条件や工学的要因を総合的に考慮して、より実際の状況をリアルに反映できました。時間を尺度とし、水平井プラットフォームSに対して大規模圧裂の動的応力場のシミュレーション研究を実施しました。結果は、複数回の圧裂誘導応力の重ね合わせにより、現在の地圧分布が顕著に変化したことを示しています。この影響を正確に定量化するために、二方向の水平主応力の比率である水平主応力差係数という重要な指標を導入しました。このパラメータが1に近いほど、圧裂改造効果が最良であることを示します。シミュレーション結果では、圧裂後領域内の水平主応力差係数の範囲が1.15〜1.25から徐々に1.05〜1.15に減少し、井周の大部分の領域で1.10未満となり、水平井の大規模圧裂改造効果が良好であることを示しています。本研究成果は、深部炭層の大規模圧裂開発に対してより合理的なシミュレーション手法を提供するだけでなく、圧裂設計の最適化および炭層メタン回収率の向上のための科学的根拠も提供します。地質工学統合の方法により、圧裂過程中の動的応力場変化をより正確に予測・評価でき、実際の生産における圧裂作業を指導できます。

深部炭層メタン;大規模圧裂;動的地圧;水平井;応力場研究