天然ガスの採掘方法

天然ガスはエネルギー産業の重要な資源となっています。採掘方法は大きく陸上掘削と海上掘削の2つに分かれ、地形や採掘対象に応じてさまざまな技術が用いられます。本稿では主要な採掘手法と使用される掘削リグについて解説します。

ケーブルツール掘削（Cable Tool Drilling）

ケーブルツール掘削は陸上で使用される最も古い手法で、1800年代に遡ります。重い金属ビットを上下に落下させ、岩石や土壌を砕きながら目的の深さまで掘削します。ビットはチゼル形状で、掘削対象の地形に合わせて形状が変わります。現在は蒸気駆動の装置が主流で、最大で約3,400メートル（11,145フィート）まで掘削できる記録があります。

水平掘削（Horizontal Drilling）

水平掘削はケーブルツールでは届かない層にある天然ガス層へアクセスできる手法です。井戸は地下で曲がり、ガス層に平行に延びます。主井戸から分岐した長いパイプ（レッグ）により、1本の井戸で複数の層を同時に抽出できます。この方式は地表への影響を最小限に抑え、環境負荷が低い点が大きな利点です。つまり、1本の水平井が従来の複数本の垂直井と同等の採掘効率を実現します。

モバイルオフショア掘削（Mobile Offshore Drilling）

海上掘削では、掘削装置がガス層の真上に位置し、直接海底に向けて掘り進めます。掘削船（ドリルシップ）は自走式で、海底深くまで掘削可能です。また、フローティング・プロダクション・システム（FPS）は井戸口を海底に直接設置し、ガスを海面へ輸送します。これらのモバイルリグは大規模掘削には向かず、豊富な埋蔵量が確認された場合は固定式の大型掘削装置に切り替えます。

掘削リグの種類（Drilling Rigs）

掘削リグは外観は似ていますが、用途に応じて様々な形態があります。

• サブマージブルリグ：浅海域で使用され、海底に直接設置して掘削します。
• セミサブマージブルリグ：海底に触れず部分的に浮かんだ状態で安定性を確保し、深海でも掘削可能です。
• 固定式プラットフォーム：海底に長い脚を立てて設置し、非常に安定していますが、深海での建設コストが高くなります。