JOGMEC Techno Forum 2014 石油 ガス開発分野のいろは Overview of Oil and Gas Industries 2014 年 11 月 27 日 27 November 2014 吉澤実 Minoru Yoshizawa 技術ソリューション事業グループリーダー D

2014年11月27日 27 November 2014

吉澤 実 Minoru Yoshizawa

技術ソリューション事業グループリーダー

Director General, Technical Solutions Project Group

JOGMEC Techno Forum 2014

石油・ガス開発分野のいろは

• 油ガス田開発の概要

Overview of Oil & Gas E&P

• 油ガス田開発の現状と課題

Current Situation and Technical Problems on Oil & Gas E&P

• 世界の石油開発業界の現状

Current Situation of Oil & Gas E&P Industries

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本講演のアジェンダ

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油ガス田開発の概要

Overview of Oil & Gas E&P

・正しい認識のためのイントロ

石油・天然ガスの探鉱・開発・生産の流れ（１）

Flow of Oil & Gas E&P (1)

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Exploration Development

Exploration 事前調査 試掘 開発施設建設 物理探査船 掘削リグ 海上生産プラット フォーム 石油 ガス 海底パイプライン 陸上パイプライン 貯油基地 タンカー 評価井掘削 物理探査 生産 廃鉱 鉱区取得 開発承認 追加開発 埋蔵量評価 経済性評価 開発井掘削 埋蔵量評価 経済性評価 （参考総事業費見込） 東京スカイツリー：６５０億円 北海道新幹線：１兆５４７０億円

石油・天然ガスの探鉱・開発・生産の流れ（２）

Flow of Oil & Gas E&P (2)

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油ガス田開発の概要：基礎的で重要なポイント

Overview of Oil &Gas E&P：Basic and Important Points

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 石油やガスは、地下の空洞ではなく、地層岩石の細かな孔隙に入っている  石油・ガスは、数千万年を経て、熟成され、移動し、貯留されている  石油探鉱の基本は、溜まっている可能性のあるところを探し出すこと  数十億円の井戸を掘ってみて、はじめて油ガスの存在がわかる  数本の試探掘井の結果で、数百‐数千億円の開発投資決定を迫られる  数十キロ四方に数坑井分の直径10cmの岩石コア、坑井周辺1m以内の電気 検層データ、広域な地震波データから、20-30年分の生産量を予測する  油層に井戸を掘って自然に生産できるのは、地下にある原油の30％程度

×

貯留岩のコアサンプル コアの顕微鏡写真 砂岩 石灰岩

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石油・天然ガス貯留層

 以下の５ファクターにつき、それぞれの事象が起こる確率を掛け合わせて、 地質的成功確率とする。 １．熟成根源岩の存在 ２．油ガスの移動集積 ３．貯留岩の存在 ４．ｸﾛｰｼﾞｬｰの存在 ５．炭化水素の保持 （シール） 例：地質的成功確率 ＝熟成根源岩の存在（0.95)×油ガスの移動集積（0.95）×貯留岩の存在（0.70） ×クロージャーの存在（0.70）×炭化水素の保持（0.6） ＝26.5% クロージャー 貯留岩 根源岩 シール 石 油 ガス 移動集積

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地質的成功確率

原始埋蔵量：A・h・Φ・(1-Sw)/B

A

：面積

h

：層厚

Φ

：孔隙率

Sw: ：水飽和率

B

：容積係数

A

h

Sw

Φ

B

地下

地表

容積法

原始埋蔵量

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地表や海上で弾性波を発生させ、 地下の地層境界面から反射してくる 波を地表で記録し、地下の地質構 造と地質状況を探査する。 石油探鉱の基本は溜まっている可 能性のあるところを探し出すこと

地震探査（海上）

バイブロサイス（バイブレータ）

Photo 新井都生 2010

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地震探査（陸上）

地震探査断面図・解釈

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坑井掘削に求められることは： コスト削減 / 掘削効率改善 / 安全性と環境への配慮 油ガス層に届く坑井の径は 10-20cm 数km～10km以上離れたターゲットに掘削する こともある。 坑井内での遠隔制御/計測 坑井は油ガス田開発の要 油ガスの確認、油ガス田データの取得、 そして、油ガス生産のための地下への重 要な窓。 油ガス田開発費の大きな割合を占める。

坑井の掘削

Drilling

13 クラウンブロック トラベリングブロック ドローワークス シェルシェーカー 四本場 （セカンドプラットホーム） ドリルフロア マッドタンク マッドポンプ 櫓 （デリック）

掘削リグ

Drilling Rig

13

傾斜坑井・水平坑井

掘削コスト

Drilling Cost

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地域 水深 (m) 掘削深度 (m) 掘削コスト 日割り単価 日本 陸上 - 5,000 38億円 15百万円 日本 海洋 860 4,500 61億円 47百万円 オーストラリア 海洋 600 4,000 40百万米ドル 700千米ドル メキシコ湾 1,000 5,000 80百万米ドル 900千米ドル 東南アジア陸上 （ジャングル） - 3,000 35百万米ドル 450千米ドル

Well Class

Percentage Successful

Development wells

75-80 %

All exploratory wells

20-30 %

Extensions (outposts)

40-45 %

In-field wildcats

25-35 %

New-field wildcats

13-18 %

1980年代に米国陸上・海上で掘削された坑井のタイプ別成功確率（Rose, 1992より）

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坑井タイプ別成功率

ガス

油

水

エネルギーサポート 強

岩盤

油

水

エネルギーサポート 弱

岩盤

油

ガス

エネルギーサポート 弱

油田（油層）のもつエネルギー（圧力）の強さ

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油層特性：排油機構

実際の油層においては、これらが複合している。

ただし、これらの１次エネルギーでは不足な場合が多く、

水圧入、ガス圧入を行うケースが多い。

回収率（％）の比較

範囲

平均

溶解ガス

１２～２５

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ガスキャップ

２０～４０

３０

水

端水

３５～６０

４５

底水

２０～４０

３０

重力

５０～７０

６０

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排油機構と回収率

一次回収法 (Primary Recovery) • 油層が持っている自然のエネルギーによる 生産 二次回収法 (Secondary Recovery) • 油層にエネルギーを与えることによって、 生産量（回収率）を増加させる手法 • 水やガスを圧入 三次回収法 (Tertiary Recovery) または 増進回収法 （Enhanced Oil Recovery） • 熱、界面活性剤、高圧ガスなどを圧入し、 油層内で原油の性状を変化させ、それに よって原油の流動性を高める手法 一次回収 二次回収 三次回収 自噴採油 人工採油 水攻法 ガス攻法 熱攻法 ガスミシブル攻法 ケミカル攻法 微生物攻法 ポンプ採油 ガスリフト採油

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原油回収法

Recovery Methods

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どれだけ生産できるか？ どの様な生産挙動をする のか？ を評価する。 油ガス層の評価のための 油ガス層モデリング、油ガス 層シミュレーションとは？ 油ガス層モデリング技術 油ガス生産挙動評価は不確実性を伴うものであるが、高い精度が求められる。

油ガス層・埋蔵量の評価

① 生産開始前 浸透率：300md ガス飽和率分布 生産井 生産井 ② 5年後 ガス飽和率分布 生産井 生産井 ③ 10年後 生産井 生産井 ④ 20年後 生産井 生産井

開発計画策定：貯留層シミュレーション

石油・ガスの生産に伴い、油ガス層の圧力が低下するとともに、生産量は次第 に減退する。一方で油からは遊離したガスが生産、更に水が生産され増加する。 → 自然に生産できる石油は、地下にある量の30%程度

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追加の坑井掘削、増進回収法の適用によって回収率は向上し、油田の寿命を延長すること が可能となる。

石油・ガスの生産挙動

P10/P90 = 2.3

5.2

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P44

_P38

P25

M e a n M e a n M e a n Statistical Parameters Development Well Step-Out/ Extension Wildcat in Known Productive Trend Wildcat in Proven Trend Wildcat in New Play or New Basin P10/P90 2.2 - 7.0 5 - 25 10 - 120 55 - 220 120 - 650 Probability range in which Mean typically P44 - P33 P38 - P26 P33- P17 P22 - P14 P17 - P10 Variance .09 - .58 .40 - 1.58 .81 - 3.50 2.45 - 4.02 3.50 - 6.40

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可採埋蔵量の確率分布

・坑井１本の重み

１０年間２０００BBL/Dの生産能力を持つ坑井を５年で止めて

しまったら？

（１０-５）年 X ３６５日 Ｘ ２０００BBL/D Ｘ ８５$/BBL Ｘ １１５円/$

=

約３５７億円の損

・回収率１％の重み

１０億BBLの原始埋蔵量を持つ油田の回収率を１％上げることが

できたら？

１０億BBL Ｘ ０．０１ Ｘ ８５$/BBL Ｘ １１５円/$

=

約９７８億円の得

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開発計画検討の重要性：コストインパクト

油・ガス・水分離装置 生産井 貯油タンク パイプライン 油・ガス・水処理施設の建設 • 原油・天然ガス・水の分離（セパレーター、エマルジョン処理） • 原油処理 （蒸気圧低下、脱塩、脱硫） • 天然ガス処理 （脱湿、脱酸性ガス、NGL（LPG、コンデンセート）回収） • 水処理 （廃水処理、圧入水処理） • 計量・貯蔵 パイプラインの敷設 出荷設備の建設

陸上生産施設

Hibernia カナダ・ニューファンドランド Chirag カスピ海 ジャケット 人工島 モノコラムハル型FPSO Petrobrasと共同開発 Shuttle Tanker 浮遊式生産システム

海洋生産施設

Omen Lange ノルウェー領北海

Source:

Oi l & Gas N ews N o.3 A ug us t 2003 DN V （利点） 海洋プラットフォームが不要 厳しい海象条件、流氷域にも対応 Source: Of f s hore A pri l 2004 （欠点） 海底機器は高コスト 機器のメンテナンスが困難 多相流体挙動の予測が困難

海底生産システム

タイプ 海域 フィールド 水深 （m) 年 Gravity 北海 Horda 303 1996 Jacket メキシコ湾 Bullwinkle 412 1989 CPT メキシコ湾 Petronius 535 1999 TLP メキシコ湾 Magnolia 1,432 2004 FPSO メキシコ湾 Cascade Chinook 2,499 2012 SPAR メキシコ湾 Perdido 2,383 2009 FPS メキシコ湾 Independence Hub 2,414 2007 SPS メキシコ湾 Tobago 2,934 2011 （2013年前半時点データ）

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海洋生産システムの現状：最大適用水深

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油ガス田開発の現状と課題

Current Situation and Technical Problems on Oil & Gas E&P

・油ガス田開発はどのような方向に進むのか？

Where is oil & gas development going toward?

・そこに求められる課題解決のための技術は？

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 より厳しい探鉱・開発・操業環境： 極地(北極海､グリーンランド等)、大水深(>2000m)、 大深度(>5000m)等  大規模油ガス田の生産減退：中東、北海等  成熟油田の開発：回収率増加、油田寿命延長  非在来型資源の開発：シェールガス・オイル、重質油、炭層ガス等  環境対策への配慮

油ガス田開発の現状：より厳しい条件下の開発へ

Oil & Gas development is going toward more severe condition.

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国際石油・ガス市場及び

EPC市場動向に左右される探

鉱・開発・操業計画と事業採算性

石油開発事業の本質的課題

→

高い技術的不確実性の低減

究極の目標：

100%の探鉱成功率と100%の回収率

→

探鉱成功率及び回収率の改善

より安価な開発・操業

苛酷な操業条件下での作業対応：

HSEの観点から

環境保全

油ガス田開発における課題

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石油ガスの増産

精度の高い探鉱・予測・評価技術

環境保全

(水・CO2マネジメント等)との共存

開発コスト・操業コストの低減

成熟油田

(ブラウンフィールド)の延命

苛酷環境下での安全な探鉱・開発

老朽施設の改善・近代化

生産操業無人化・

IT化

省エネ・高効率化

etc.

油ガス田開発の現状：いくつかのキーワード

Technical Problems：Several Key Words

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世界の石油開発業界の現状

Current Situation of Oil & Gas E&P Industries

・石油探鉱・開発契約とは？

What is Oil & Gas E&P contract?

・国営石油会社とメジャーとの立ち位置は？

What is the position of NOCs & IOCs?

・国営石油会社、メジャーとサービス会社との関係は？

How is the relationship of NOCs, IOCs and service contractors?

・日本企業の規模は？

石油会社（

共同操業協定

_）

（オペレーター） （パートナー） （パートナー）

サービス会社

サービス会社

海運会社

石油精製会社

石油会社A

石油会社B

石油の探鉱･開発契約（鉱業権付与/生産分与契約等） 作業請負契約 傭船契約 事業実施に関する規制等 原油売買契約

産 油 国

石油会社C

本邦企業

JOGMEC

（出資/債務保証） （出資/債務保証）

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石油探鉱・開発契約（サンプル）

企業ランキング 石油・天然ガス埋蔵量 億バレル 1．NIOC（イラン） 3,466 2．PDVSA（ベネズエラ） 3,290 3．Saudi Aramco（サウジ） 3,117 4．Gazprom（ロシア） 1,212 5．QP（カタール） 1,177 6．KPC（クウェート） 1,122 7． INOC（イラク） 1,115 8．ADNOC（アブダビ） 719 9．Turkmengas（トルクメ） 468 10．NNPC（ナイジェリア） 402 企業ランキング 石油・天然ガス生産量 百万バレル/日 1．Saudi Aramco（サウジ） 11.3 2．Gazprom 9.1 3．NIOC 6.5 4．ExxonMobil（米） 4.4 5．CNPC (中国） 4.2 6． BP（英） 3.8 7．Pemex（メキシコ） 3.6 8．PDVSA(ベネズエラ） 3.6 9．Shell（英・オランダ） 3.3 10．KPC(クゥエート） 2.8 データ：Energy Intelligence 下線&赤字：OPEC加盟国の国営企業、斜字&緑字：欧米メジャー

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埋蔵量&生産量ランキング：トップ10

残り４割：民間

・国営との共同事業 ・輸出規制のある北米

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石油・ガス生産の６割：国営石油会社（NOC）

存在感を増す国営石油会社（NOC）

メジャー6社：ExxonMobil、Shell、BP、Chevron、Total、ConocoPhillips

データ：BP統計、各石油会社

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存在感の薄れるメジャー

生産後の成熟油・ガス田

技術リスク案件

商業リスク案件

政治リスク案件

案件の規模別に

大規模＝

_{Sメジャー}

中規模＝メジャー・準

小規模＝準・ニッチ

産油国系メジャー

パートナーシップ

ﾒｼﾞｬｰ⇒地元・中小・国営企業 案件の規模・成熟度別に 新規・大規模＝メジャー 中小規模＝中小・国営企業 リスク別に 商業・技術リスク大＝メジャー 政治リスク大＝地元・国営企業

新規・大規模

中小規模

ＪＯＧＭＥＣ作成 新規油・ガス田 既存油・ガス田

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競争状況/案件別によるプレーヤー棲み分け

メジャーの投資規模

国営石油会社の投資規模

各社のアニュアルレポートより

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メジャー&国営石油会社の投資規模

ＪＯＧＭＥＣ作成

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国営石油会社とメジャー、サービス会社の関係

Relationship of NOCs, IOCs and Service Contractors

開発会社

ＩＮＰＥＸ 43万BOE/D ＪＡＰＥＸ 3.9万BOE/D

商社

三井物産 21万BOE/D (MOECO) 三菱商事 14万BOE/D 伊藤忠商事 3.5万BOE/D 丸紅 3.6万BOE/D 住友商事 双日 豊田通商

精製・販売

電力・ガス

ＪＸ 13万BOE/D 出光 3万BOE/D 大阪ガス 東京ガス 東京電力 中部電力 他

生産量：100万boe/d、年間投資：1.5～2兆円

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日本企業の生産量と投資規模

御清聴、ありがとうございました。

Thank you very much for your attention!