ジュンガル盆地中ジャ地区の深部ペルム系ジャアムヘ層における相挙動と貯留層流体の分類

なぜこの深部のガスの話が重要なのか

中国北西部の地下深く、あまり知られていない地層が大量の天然ガスと価値の高い軽質油を静かに貯えている。本研究は、井戸がこれらの地下流体をくみ上げ始めたときに、流体がどのように振る舞うかを探る。エネルギー計画者や技術者にとって、この挙動を正しく理解することは、大規模な新資源を取り出すか、多くを岩石中に取り残すかの差になりうる。

古い岩石の下に隠れた宝

研究はジュアムヘ（ジャアムヘ）層に焦点を当てる。この層はジュンガル盆地の地表下4キロメートルを超える深さに位置する。中ジャ（Zhongguai）隆起と呼ばれる構造高では、いくつかの井戸が最近非常に生産性の高い帯に到達しており、主要な井戸の一つであるZJ14は大量のガスと液体炭化水素を生産している。そこにある岩石は目の細かい低浸透性だが、天然の断裂や鉱物溶解により流体が移動できる「スイートスポット」が形成されている。周囲が長期間にわたり油とガスを生成してきた複数の供給域に囲まれているため、隆起部は異なる流体が混じり合い、複雑な鉛直分布でガスと油が集積する自然の集積点になっている。

出口でガスが液体に変わる

馴染みのある油田や乾燥ガス田とは異なり、ZJ14はガスコンデンセートシステムにアクセスしている。貯留条件下では、流体は軽質分子に富む主にガスで構成され、重質成分は少量しか含まれない。著者らは高圧高温の実験室試験で地下の実条件を再現した。非常に高いガス対油比が確認され、ガス中から液滴が生成し始める圧力（凝縮始点）を測定した。閾値より上では流体は単一の気相として振る舞うが、圧力がその下に低下すると、井戸ヘッドで地上でもガスと液体が生産され続けている場合でも、岩石内部に凝縮液の液滴が現れる。

圧力が下がると問題が始まる

圧力を徐々に下げる詳細な実験により、この変化が段階的にどのように進むかが示された。重要な圧力を少し下回るとごく少量の液体が現れる。圧力がさらに低下すると、より多くの凝縮液が析出し、特に井戸近傍の粒子間の微小通路に集まる。この蓄積は流路を塞ぎ、ガス生産性を急激に低下させる、いわゆるコンデンセートバンキングの問題を引き起こす。さらに圧力が低下すると一部の液体は再び気化するが、その時点では流動能力への損傷が既に深刻になっている可能性がある。試験はまた、温度が低いほど問題が悪化し、液滴が現れる圧力が高くなり、岩石を詰まらせうる液量の最大値が増えることを示した。

油に富む層の存在を裏付ける

どのようなタイプの貯留層かを正確に把握するため、チームは複数の証拠を組み合わせた。ガス成分の化学分析は軽質成分が優勢であることを示したが、重質分子が十分に含まれており、流体はリーンガスではなくリッチなガスコンデンセートとして分類された。成分比に基づく経験式や統計プロットも、主要なガスキャップの下に比較的薄い油リムを含むガス貯留層を示した。核磁気共鳴（NMR）ログは、磁場に対する流体の応答を検知することで、同一層内にガスが優勢な上部区間と油が優勢な下部区間があることを裏づけた。

この深部資源を最適に開発するには

著者らは、ZJ14地域のジャアムヘ層が油リムを伴うコンデンセートガス貯留層であり、ガスコンデンセートとより油様の系の境界付近に位置していると結論付ける。その位置は、生産中の圧力と温度の変化に伴いコンデンセートバンキングを起こしやすくする。流動能力を保護しガスと液体を効率的に回収するためには、圧力を慎重に管理し、臨界閾値を上回るように保つか、閉じ込められた液体を洗い流すためのガス注入を用いることが推奨される。実務的には、適切に間隔をあけた水平井と早期のガスリサイクル開始が重要であり、扱いにくい深部貯留層をより制御可能なエネルギー源に変えることができる。

引用: Yang, F., Wang, F., Liu, H. et al. Phase behavior and reservoir fluid classification of the deep Permian Jiamuhe formation gas condensate in Zhongjia area, Junggar Basin. Sci Rep 16, 15551 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45754-0

キーワード: ガスコンデンセート, ジュンガル盆地, 貯留層流体, 逆行凝析, ガス注入