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 メタンハイドレート(MH)開発促進事業の目的は、わが国周辺海域に大量に存在すると期待されているMHについて、将来のエネルギー資源として、開発利用するために、経済的に掘削・生産回収する技術開発を行い、エネルギーの長期安定供給確保に寄与することです。
 この研究開発は、平成13年7月、経済産業省に設置された「メタンハイドレート開発検討委員会」でとりまとめられた「我が国におけるメタンハイドレート開発計画」に基づいて進められているものです。

「研究開発の概要」
 研究開発の目標は、2016年度までに日本周辺海域におけるMHの商業的産出の技術を整備することで、以下のようになっています。
 ●MH賦存海域の探査及び資源量評価手法の確立
 ●MHからのメタンガス生産手法の確立及び現場産出試験の実施
 ●開発に伴う環境影響評価及び経済性評価手法の確立

 研究開発は、段階的に進めることとし、フェーズ1~3までに分かれています。
[フェーズ1](2001年度~2006年度)
 ●我が国近海域での物理探査、試錐によるMH賦存有望地域の選定、産出試験実施場所の確定
 ●陸域でのMH産出試験、並びに生産技術の検証
 ●MHに関する基礎研究
[フェーズ2](2007年度~2011年度)
 ●我が国のMH賦存有望地点での海洋産出試験、並びに評価
 ●MHに関する基礎研究
[フェーズ3](2012年度~2016年度)
 ●商業的産出のための技術の整備、並びに経済性等の評価

 研究開発は、資源量評価分野(石油公団石油開発技術センター担当)、生産手法開発分野((独)産業技術総合技術研究所担当)、環境影響評価分野(当センター担当)の3分野に分かれ実施しており、これら3分野の研究開発を調整、統括するため、これら3研究機関が「メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム」を組織しています。

 当センターの担当分野である環境影響評価分野のフェーズ1の研究開発目標は、以下の4項目です。
・MH資源フィールドのベースライン調査及び低温水放出影響予測調査
・メタンガス及び地層変形モニタリング技術の研究開発
・海洋産出試験に備えたHSE調査
・地層変形予測シミュレーターの研究開発

メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム
環境影響評価グループ全体イメージ
環境影響評価グループ全体イメージ

 当センターでは、これらの開発目標毎に、海域環境調査評価、モニタリング技術、HSE調査、地層変形予測技術の4サブグループ(SG)を設けて調査研究を行っています。

「研究開発の現況」
海域環境調査評価SG
・ベースライン調査
 MH資源フィールド候補海域の環境条件を把握することを目的に海域環境ベースライン調査を行うもので、基礎試錐調査域を含む海域環境の特徴を明らかにすることを目標に、本年度は平成16年度に実施する総合調査のための予備調査と位置付け、海底変形、表層堆積物の性状及び棲息する生物種の概査等を主体に実施しました。

係留系を構成する観測機器
係留系を構成する観測機器

水柱観測機器及び堆積物観測機器
水柱観測機器及び堆積物観測機器

・低温水放出影響予測調査
 メタンガスの生産に伴うMH分解生成水(低温水)を海域に放出した場合に、これが海洋環境に及ぼす影響を予測する手法の研究開発を行うもので、本年度は既存の評価モデルの技術調査及びMH分解生成水に含まれる各種物質の調査を行い、生成水中の生物に対する影響因子が含有されている場合は、これらの物質に対する各種生物の応答特性を取得するための室内実験計画の策定を行いました。
・データベースシステム
 環境影響評価グループで取得されるデータを一元的な管理をするためにデータベースシステムの構築に着手しています。

モニタリング技術SG
・全体システム
 MHの開発に伴う環境問題として、メタンガスの漏洩と海底地層の変形が懸念されています。このため、これらメタンガスの漏洩モニタリング及び地層変形モニタリングを包括する総合システムを検討するために、日本の海洋地震測定事業や世界の広域海洋海底観測に関する技術の動向、開発動向等の調査を行いました。

・ガス漏洩モニタリング
 メタンガスを直接検知する方法として、既存の溶存メタンセンサーを利用するシステム及び新たに海水中のメタンガスを分離し、濃度を検知する「集水型モニタリングシステム」を中心に研究開発を行っています。本年度は海水中のメタンの濃度測定技術としてMETSセンサー(CAPSUM社(独))の性能評価試験を引続き実施し、集水型モニタリングシステムに搭載するメタン透過膜の性能試験、超音波センサーによるメタンバブルの検知技術について検討を行いました。さらに、先端技術としてバイオセンサー(メタン酸化細菌)を用いたメタン濃度の測定技術も行っています。大気中のメタンガスをモニタリングする技術として光学的手法を用いた監視技術の文献調査についても整理しました。

METSセンサー
METSセンサー

集水型モニタリングシステム概要図
集水型モニタリングシステム概要図

メタン酸化細菌群の培養
メタン酸化細菌群の培養

・地層変形モニタリング
 海底はかなり軟弱と予想され、このためモニタリング装置の設置方法が大きな課題となっています。これに対応するために、傾斜計、加速度計等のセンサー類を組み込んだモニタリング装置を海底に落下し、貫入して設置する「貫入設置型のモニタリングシステム」の研究開発を進めることとしています。本年度は、昨年度の性能評価試験を基に地層の変形という微少でかつ緩慢な変動をモニタリングする要素技術開発に焦点をあて、選定したセンサー類を組み込んだ初期モデルの構築及び初期モデルの性能評価試験を行いました。

モニタリング装置海底設置概念図
モニタリング装置海底設置概念図

HSE調査SG
 フェーズ1においては、安全面を中心に調査研究を行い、フェーズ2で予定されている海洋産出試験を対象に安全管理システムを策定することを目標に、本年度は大水深掘削における安全上の問題点に関する資料調査により取りまとめを行いました。産出試験における安全上の問題点調査では、文献調査と海外聞き取り調査を行い、インタビューの結果とあわせて全体の取りまとめを行いました。また海洋地すべりやメタンによる気象変動など、環境影響に関する文献調査を行っています。

地層変形予測技術SG
 MHの開発に伴う地層変形を予測するシミュレーターの開発を目標に、本年度は昨年度同様、「感度解析」、「地盤物性の評価」、「構成式の構築」、「地層変形予測プログラムの開発」の4項目について研究開発に取り組みました。感度解析は、詳細に地盤材料の特性の違いによる影響を把握するために、代表的な検討弾(粘)塑性モデルを選定し検討し解析を行いました。地盤物性の評価は、模擬MH試料の作成方法に関して、圧密法およびガス浸透法の一種である氷置換法について検討を行い、試料の構造や物性のばらつき、密度の再現性等について評価しました。また、海底地盤の力学特性を把握するため、低温高圧三軸圧縮試験装置および関連する計測システムを導入し、模擬MH試料の力学試験についても着手しました。構成式の構築は、模擬MH試料の三軸圧縮試験結果についてシミュレーションを行い、今後取り組んでいくべき構成式の絞りこみを行いました。地層変形予測プログラムの開発は、昨年度実施した開発プログラムの概略基本構造・基本システム設計の実施手順に基づき、システム設計を実施しました。

氷模擬試料(間隙浮遊型・土粒子固着型)
氷模擬試料(間隙浮遊型・土粒子固着型)

「リンク先:MH21ホームページ http://www.mh21japan.gr.jp
 

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