シェールガス井の生産量は通常急速に減少し、最終的な採取可能な埋蔵量が低いため、シェールガスの生産能力に影響を与える要因の研究が急務である。そこで、シェール岩石の流変特性に基づき、まずバーガースモデルを用いてシェールの粘弾性特性下のクリープ過程を記述し、ひずみの定義を組み合わせてクリープ効果を考慮したシェール基質の孔径、間隙率、透過率の特徴付け手法を提案した。次に、シェールガスの圧裂水平井の貯留層内のガス流動特性に基づき、五直線流理論に基づいて岩石のクリープなど複雑な作用機構を考慮したシェールガス圧裂水平井の生産能力予測モデルを構築し、生産能力試算法とニュートン反復法を活用して生産能力計算プロセスを提案した。最後に、実際のシェールガス井生産データを用いてモデル計算結果の信頼性を検証し、各作用機構がガス井の生産能力に及ぼす影響規則を分析した。研究結果は以下の通りである。①シェールは軟岩の一種であり、ガス井生産過程において基質では主に定常クリープが発生するため、粘弾性特性を考慮すべきであり、圧裂割れ目内には高強度の支承剤が含まれているため主に線形弾性特性を考慮すべきである。②シェールガスの生産能力予測では、吸着作用、岩石クリープ効果、ミクロ・ナノスケール効果、応力感受性効果などの影響因子を十分に考慮すべきであり、吸着作用やミクロ・ナノスケール効果を無視すると生産能力が過小評価され、岩石クリープ効果や応力感受性効果を無視すると過大評価される。③圧力制御生産初期は生産能力が低いが、圧力制御生産は貯留層の応力感受性の悪影響を低減するため、井戸の中後期の生産能力は減圧生産より高くなる。したがって、シェールガス井は圧力制御生産が減圧生産より優れている。研究成果はシェールガスの効果的な開発に理論的指針を提供する。

シェールガス;生産能力予測;クリープ;吸着;応力感受性