鄂尔多斯盆地の華慶油田の致密油層開発において、天然裂縫の予測精度が低く、手動での圧裂設計に理論的裏付けが不足しているという重要な課題を解決するために、多分野融合の裂縫ネットワーク特性化および圧裂計算手法を採用した。452井の画像測井、コア資料、岩石力学実験データに基づき、「測井応答−地応力場−裂縫パラメータ」の多元カップリングモデルを構築し、抵抗率低下率30％以上、音波走時差増加率10％以上などの定量的指標を考慮した天然裂縫識別基準を確立した。逐次ガウスシミュレーションとOda（離散裂縫ネットワーク確率モデリング）アルゴリズムにより、研究地域の三次元裂縫ネットワークを再構築した（北東方向60°〜90°占有率66.7％、長さ5〜95 m、透水率0〜18×10^-3μm²）、モデル検証の適合度は約90％に達した。地応力場特性化には修正Eaton法を用い、水平主応力差4〜8 MPa（最大水平主応力は北東75°）を逆算した。天然裂縫および地応力場の研究に基づき、PKN/P3D（パーキンス−カーン−ノードグレン／準3次元）モデルとXGBoost（極端勾配ブースティング）アルゴリズムを融合した圧裂裂縫長予測システムを開発した。主な革新点は、古典的な圧裂モデルであるPKN/P3Dモデルと、一部のパラメータの現場取得困難性を考慮し、成熟した商用ソフトウェアKinetix（動的圧裂シミュレーションソフト）を用いて研究区の一部井の圧裂裂縫を機械学習用サンプルとして利用し、研究区内すべての井及び隣接井区の圧裂裂縫計算を行った点である。現場適用では、予測結果の誤差は微小地震モニタリングデータに対して平均7.2％のみで、研究成果を活用してB195-100X井の再圧裂後に生産量が42％向上した。本研究は、地震資料のない区域に適した致密油層の「裂縫識別−地応力特性化−裂縫長予測−圧裂最適化」の一体化技術パスを形成し、鄂尔多斯盆地及び類似地質条件の致密油層の効率的開発のための再現可能な理論的方法および技術パラダイムを提供した。

致密油層;大傾斜;天然裂縫分布;圧裂裂縫;機械学習;地応力