枯渇した油ガス貯留層をガス貯蔵庫へ改造する過程において、複雑な老井の識別と封鎖は極めて重要なステップです。鉄磁性パイプコラムを含む老井に対しては、通常磁気探査技術が位置特定に用いられます。一方で、鉄磁性ビーコンを持たない裸眼老井については、地下位置特定が不正確な井戸履歴資料に依存しているため、大きな誤差が生じやすいです。音波遠探査技術は音波の反射特性を解析することで、井戸近傍の異常地質体を検出・識別でき、理論的には裸眼老井の正確な位置特定能力を有しています。空間4次時間2次の時域交錯格子有限差分法（FDTD）を用いて弾性波動方程式を解き、音場特性、裸眼井反射画像特性、音波遠探査データ処理および位置特定の3つの面から、この技術の裸眼井探査および地下位置特定における実現可能性を体系的に分析しました。まず、空間4次時間2次の時域交錯格子有限差分法を用いて、異なる地質条件下で井戸近傍の音波伝播挙動をシミュレーションしました。次に、実際の作業条件下での音波反射特性と数値シミュレーション結果を組み合わせて、裸眼井反射画像特性を分析しました。最後に、実測データを処理することで、音波遠探査技術の実際の応用における探査範囲と精度を検証しました。実験結果は、音波遠探査技術が外部要因の影響を受けずに、地下3000ｍの深さにある裸眼老井の地層内空間位置を正確に特定できること、探査範囲が4～16ｍ、位置誤差が0.5ｍ未満であることを示し、複雑な地質条件下での廃棄井の位置特定に適していることを明らかにしました。本研究は、音波遠探査技術が従来の位置特定手法の限界を突破し、裸眼老井の位置精度を大幅に向上させ、枯渇油ガス貯留層の天然ガス貯蔵庫改造における重要な技術的支援を提供することを示しています。この技術の応用により、廃棄井の安全な封鎖効率が向上し、地下位置誤差によって引き起こされるリスクの低減も実現しました。今後の研究では、アルゴリズムの最適化、探査範囲の拡大、地下位置特定精度の向上を進め、より広範な工学的ニーズに応える予定です。

音波遠探査;裸眼老井;数値シミュレーション;磁気探査技術;地下位置特定