69 石油・天然ガスレビュー

JOGMEC

アナリシス

海洋地震探鉱における環境への取り組みはじめに

　石油・天然ガスの探鉱・開発において、地震探鉱によって収録されたデータは、地下構造の把握や油ガスが胚

はい

胎たい

するエリアを推定する際などに必要不可欠な情報である。昨今の世界的な環境配慮傾向の高まりから、地震探鉱データの収録作業において、特に海洋での作業実施が海洋生物に与える影響について取り上げられる機会が増えている。2007年5月に世界銀行グループの国際金融公社（IFC：International Finance Corporation）が改訂した新EHS（Environment, Health and Safety）ガイドラインのなかで、｢海洋での石油・天然ガス開発｣における地震探鉱作業がその対象範囲として掲げられた。　海洋での地震探鉱作業においては、海洋生物に影響を与えないよう細心の注意が払われている。しかし、地震探鉱作業の実施による海洋環境への影響や、影響を最小限に抑えるための緩和策などに関して、実際の操業事例を踏まえて取りまとめられたものは限定的であり、作業実施者（物理探査コントラクター、石油開発会社など）が利害関係者（政府機関、漁業関係者など）への説明に資するような環境影響の定量的評価、説得力のある緩和策について言及した学術論文や研究成果は少ないのが現状である。　本稿では、このような背景を踏まえ、海洋環境に配慮した地震探鉱作業を実施するに際しての基礎資料として、環境影響要素（海洋地震探鉱作業の実施によって潜在的に重大な影響を及ぼすと考えられる要素）を特定し、特にエアガンによる影響を中心に調査を行い、影響を最小限に抑えるための緩和策や潜在的環境影響に対する国際的な取り組みの事例に関する最新の動向を紹介する。

（１）海洋地震探鉱の概要

　海洋地震探鉱は地下構造の把握や油ガスを胚胎するエリア推定のために実施されるもので、海洋における石油・天然ガスの探鉱・開発にとって必要不可欠なものである。一般的な海洋での地震探鉱では、探査船後方の海水中にエアガンおよびストリーマーケーブルを曳

えい

航こう

して調査を行う。エアガンから発せられた弾性波は海水および地層中を伝

でん

播ぱ

し、地下の地層境界で反射した弾性波をストリーマーケーブルに連結されたハイドロフォンで観測する（図1）。3次元地震探鉱においては、長さ数千メートルのストリーマーケーブルを6 ～ 10本程度曳航し、データを取得することが一般的である（図2）。

（２）エアガンの発震機構

　海洋における地震探鉱では、圧縮空気を海水中に放出

して弾性波を発生させるエアガンが主要な震源として用いられているが、このエアガンから発せられる弾性波パルスが海洋環境に対して影響を与える可能性が考えられる。図3にエアガンの発震機構を示す。エアガンの発震

1. 海洋地震探鉱と海洋環境に対するエアガンの影響

JOGMEC技術調査部JOGMEC技術調査部 松澤　進一長野　雄大

海洋地震探鉱の概念図図1

出所：ERM 社作成

702009.11 Vol.43 No.6

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アナリシス

機構は、上部および下部チャンバーに圧縮空気を充じゅう

填てん

し、下部シャトルフランジに加わる圧力よりも上部に加わる圧力を大きく設定することで、シャトルを下方に押し付け、電気信号によるソレノイド弁の解放によってピストンロッドが急激に上方へ押し上げられ、下部チャンバー内の圧縮空気が高速で海水中に放出されることで弾性波パルスが発生するというものである。エアガンの標準的な圧縮空気圧力は500 ～ 5,000psi、チャンバー容量は10～ 300inch3である。通常の海洋地震探鉱では、圧縮空気の残留パルス（バブル震動）を除去する目的で、容量の異なる複数のエアガンを組み合わせて（エアガンアレイ）、震源として用いることが一般的である。エアガンアレイの圧縮空気容量は一般的に750 ～ 4,000inch3である。

（３）音に関する基礎事項

　流体や固体中を伝わる弾性波は音波と呼ばれる。大気圧に対する音波の圧力変動を音圧（Sound Pressure：P）と言い、パスカル（Pa=N/m2）で表す。ある音圧Pと基準音圧P0（大気中の場合：2×10-5Pa）との比の常用対数の20倍を音圧レベル（Sound Pressure Level：Lp）と言い、デシベル（dB）で表す。

　音響測定の一般的な基準音圧は水中で1マイクロパスカル（μPa）、大気中で20μPaと定められている。6dBの変動は音圧レベルの2倍または半減を意味し、音圧レベルがPa単位で10倍増加すると、dB単位では20dBの増加を意味する（表1）。

010p 20log)(L

PPdB =

一般的な３次元地震探鉱の概念図図2

出所：ERM 社作成

エアガンの発震機構図3

出所：IAGC（2002）

Sound Pressure Level measured in waterPascals(Pa) Decibels(dB re 1 μ Pa)

1 μ Pa 010 μ Pa 20100 μ Pa 40

1,000 μ Pa [1mPa] 6010mPa 80100mPa 100

1Pa 12010Pa 140100Pa 160

1,000Pa [1kPa] 18010kPa 200100kPa 220

1,000kPa [1MPa] 24010MPa 260 ＊

パスカル（Pa）とデシベル（dB）の換算表表1

＊： at or beyond the cavitation limits of water at ambient surface pressures

出所：ERM 社作成

StreamersStreamers Airgun ArraysAirgun Arrays

Survey VesselSurvey Vessel

SailLine

AirgunArrays

Hydrophone Streamers(3 ～ 8km Length)

71 石油・天然ガスレビュー

JOGMEC

海洋地震探鉱における環境への取り組み

　水中の音圧レベルは、主に以下の三つで表現される（図4）。・ Zero-to-peak（0-p）：ゼロ値からピーク値までの振幅・ Peak-to-peak（p-p）：プラスの最大値からマイナスの

最大値までの振幅・ Root mean square（rms）：ピーク値を2乗して相加平

均し平方根 を取った振幅　連続信号の音圧レベルはrms値で表現されることが多いが、過渡的なパルスは通常、0-p値またはp-p値を用いる。一般に狭帯域音の測定にはrms値が用いられる。

（４）エアガン震源によるノイズ

　エアガンアレイから発せられる弾性波パルスは、単一エアガンから発生するノイズレベルで226dB（0-p）、エ

A：Calculated value based on using the standard approximate sinusoid difference between peak and rms value of 3dB for a long continuous signal.B： Calculated using the empirically derived -12dB found by Greeneridge Sciences between peak and rms values for short impulsive sounds without

regard to duty cycle.C： Calculated using the empirically derived -18dB found by Greeneridge Sciences between peak-topeak and rms values for short impulsive sounds

without regard to duty cycle.D： Back-calculated assuming cylindrical spreading, and applying the empirically derived -12db found by Greeneridge Sciences between peak and rms

values for short impulsive sounds.E： The second value (235dB) for the 7,900 cubic-inch air-gun array is the maximum pressure actually input in the water. The first value (247dB) is the

back-calculated value assuming the array is a point source.

出所：Joint OGP/IAGC Position Paper（2004）

SourceSPL as given by original reference(dB re 1 μPa at 1m)

Calculated rms(dB re 1 μPa at 1m)

Frequency band of major amplitude

Naturally Occurring SourcesUndersea Earthquakes 272 Peak 269A 0.1 ～ 20HzVolcanic Eruptions 255 Peak 252A Broad bandLightning Strike 260 Peak 248B Very broad bandSperm Whale Click 236 rms 236 5 ～ 40kHzBottlenose Dolphin 225 p-p 207C Very broad bandKiller Whale 224 p-p 206C 12 ～ 80HzMysticete Moans 190 rms 190 10 ～ 25HzIndividual Snaps of Snapping Shrimp 189 p-p 171C Broad bandAnthropogenic Sources10 lbs of TNT 279 Peak 267B Very broad band7,900 cubic inch Airgun Array 259 Peak 247B,235E 5 ～ 500HzM/V Ewing Multibeam Sonar 237 rms 237 15.5kHz

US Navy 53C Mid-Range Sonar 235 rms 235 Centre frequency of 2.6&3.3kHz

Echosounders 235 Peak 223B 1.5 ～ 36kHzSURTASS LFA 235 Peak 232B 100 ～ 500HzGLORIA-type Sidescan Sonar 228 Peak 225A 6 ～ 7kHzHeard Lsland Test 221 rms 221 57HzSingle 30 cubic inch Airgun 221 Peak 209B 10 ～ 600HzAcoustic Deterrent Devices/Harassment Devices 205 rms 205 8 ～ 30kHzM/V Ewing Sub-bottom Profiler 204 rms 204 3.5kHzATOC Source 195 Peak 192A 55 ～ 95HzSupertanker 190 Peak 187A 6.8HzPile Driving 135 Peak at 1 km 153BD 30 ～ 40Hz & 100Hz

エアガンのノイズレベルと海洋環境におけるノイズレベルとの比較表2

rms

Peak-to-Peak

Zero-to-Peak

正弦波の 0-p 値、p-p 値、rms 値図4

出所：Minerals Management Service, US Department of the Interior（2004)

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アナリシス

アガンアレイの場合で255dB（rms）であると言われている。例えば、空気容量3,000inch3 のエアガンアレイは、震源から数メートル以内では、約110Hzまでの周波数を含む220 ～ 240dB程度の弾性波パルスを発生させる。　エアガンアレイの構成は多岐にわたっており、基準となる標準的な構成が存在しないので、海洋環境における自然現象によるノイズレベルとエアガンアレイによるノ

イズレベルを正確に比較することは困難であるが、およそ表2のように表される。海洋環境には海底地震や火山噴火のような自然現象によるノイズと、地震探鉱やソナーによる人工的ノイズが存在するが、多くのノイズは地震探鉱の実施によって発生する弾性波と同程度のレベルとされている。

2. 環境影響評価

　海洋地震探鉱作業の実施によって潜在的に重大な影響を及ぼすと考えられる要素を特定し、影響のレベルを決定した上で、影響のレベルが高いものに対しては影響評価を実施し、影響の重大性によって緩和策が必要か否かを評価するために環境影響評価（EIA：Environmental Impact Assessment）を行う。環境影響評価は、スコーピング（Scoping）と影響評価（Impact Assessment）によって構成される。

（１）スコーピング

　スコーピングは評価対象（海洋生物など）に影響を及ぼす可能性のある地震探鉱活動を特定し、影響のレベルを決定することである。影響のレベルは、影響度および発生する可能性の2項目を考慮し、「プラスの影響」・「些

さ

細さい

な影響」・「重大な影響」の3段階で評価する。ここで言う重大な影響の定義は、緩和策が必要となる可能性がある影響である。スコーピングでは、図5に示す相互作

相互作用マトリクス図5

出所：ERM 社作成

Positive impact（プラスの影響） Insignificant impact（些細な影響） Significant impact（重大な影響）

73 石油・天然ガスレビュー

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海洋地震探鉱における環境への取り組み

用マトリクスと呼ばれる、海洋地震探鉱作業の実施に伴う影響要素（エアガンノイズ、探査船の航行など）と評価対象をマトリクス形式で表したものを用いて潜在的影響を特定し、影響のレベルを決定する。スコーピングの結果、緩和策が必要と考えられる影響要素がいくつか特定されたが、本稿ではそのなかでも特に取り上げられる機会の多い「エアガンノイズの影響を受けやすい海洋生物に対する潜在的影響」について環境影響評価を実施した。

（２）影響評価

　影響評価はスコーピングによって特定された潜在的環境影響について可能な限り定量的に影響を評価した上で、影響の重大性を見積もり、更に影響を最小限に抑えるための対策を必要とするものについては、影響を回避または許容可能なレベル（合理的に実施可能な最低水準、ALARP：As Low As Reasonably Practicable）に抑えるための緩和策、管理策について言及するというものである。影響の重大性は、保護の必要性と影響度を考慮し、「重大でない」・「軽度」・「中度」・「重大」・「極めて重大」の5段階で評価する。保護の必要性は、「低い」・「やや低い」・

「中度」・「やや高い」・「高い」の5段階で、影響度は、「影響なし」・「軽微」・「低度」・「中度」・「高度」の5段階で評価する。影響の重大性が「中度」以上の潜在的環境影響に対しては、緩和策、管理策を講ずる必要があると見なされる。　エアガンノイズの影響を受けやすい海洋生物に対する潜在的環境影響についての評価においては、海洋哺

ほ

乳にゅう

類を中心とし、併せてプランクトン（魚卵、幼魚を含む）、サンゴ礁、ウミガメを対象に既存調査をレビューした。

①海洋哺乳類　海洋哺乳類に対する潜在的環境影響としては、聴覚への影響、マスキング、行動への影響、可聴周波数帯域への影響の4点が考えられる。

・聴覚への影響　聴力低下には、長期間、大きな音に暴露されることによ る 永 久 的 聴 力 損 失（PTS：Permanent Threshold Shift）と、ある程度大きな音を聞いた直後に一時的に聴力 が 低 下 す る 一 時 的 聴 力 損 失（TTS：Temporary Threshold Shift）がある。一時的聴力損失は自然に生じる現象で、長期にわたって影響を及ぼすことはなく、聴覚障害とは見なされていない。しかし、海洋哺乳類が軽度の一時的聴力損失を引き起こすノイズレベルおよび暴露時間に関するデータを把握することは重要と考え、既

存調査をレビューした。その結果、Kastak D et al.（1999）では、210dBのノイズレベルで20分間の弾性波パルスに暴露された場合に軽度の一時的聴力損失を誘発する可能性が示唆されている。しかし、海洋哺乳類はエアガンノイズに対して回避する能力を持っていると考えられ、聴覚障害を引き起こす可能性は極めて低いと考えられる。McCauley RD（1994）によれば、大型エアガンアレイのノイズレベルを250dB、海洋哺乳類が聴覚障害を引き起こすノイズレベルを220 dBと仮定した場合、エアガンから32m以内では海洋哺乳類に聴覚障害を引き起こす可能性があるとされている。

・マスキング　海洋哺乳類は自ら発した超音波を使って仲間同士のコミュニケーションや反響定位を行う。人工的ノイズがこれらの音に干渉する場合があり、ノイズが海洋哺乳類の発した音よりも大きい場合、マスキング（ある音によって他の音が隠されて聞こえなくなる現象。例えば、電車の中で相手の話が聞き取りにくい、ジェット機の騒音で他の音がかき消されてしまう等）が発生し、海洋哺乳類は自らが発した超音波を感知できなくなる可能性があるとされている。しかし、マスキングはエアガンのような短いパルスではなく、主に連続音によって生じることから、エアガンによる影響はほとんどないとされている。

・行動への影響　行動への影響には、海洋哺乳類が音を聞いたことによる瞬間的な驚

きょう

愕がく

反応から、長期にわたって回避行動をとるといった強い反応があるとされている。最も一般的な反応は、方向を変化させたり、動作速度を速めたりすることである。海洋哺乳類がノイズに対して行動を変化させた場合、その変化が自然動作と類似して区別がつかない可能性があり、定量的な影響評価は困難である。エアガンノイズによる海洋哺乳類の行動への影響に関する代表的なものに、アイルランド海域で実施された2次元地震探鉱のマイルカに対する影響調査がある。この調査において、地震探鉱作業実施海域周辺でマイルカの移動が観測されたが、これは秋季に見られる通常の移動であると判明し、エアガンによるものではないと結論づけている。また、この調査では、マイルカはエアガンから半径1km以上離れた場所ではノイズに対して耐性があることが確認された。

・可聴周波数帯域への影響　エアガンの音響エネルギーは200Hz以下の低周波数

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アナリシス

帯域に集中しており、例えば、ハクジラは低周波数帯域の聴力が低いため、影響は少ないと考えられる。ヒゲクジラはハクジラと比較して、低周波数帯域に対して高い聴力を備えていることが知られているが、ヒゲクジラのような大型種に対する影響を直接測定することは困難であるので、ヒゲクジラに関する科学的なデータは存在しない。地震探鉱を実施する海域に生息するすべての種とは言えないが、図6に示すように一般的に多くの種における可聴周波数帯域は、通常の地震探鉱で利用される周波数帯域と比較して高周波数帯域に位置することから、影響は非常に少ないとされている。

　以上、四つの海洋哺乳類に対する潜在的環境影響について、影響の重大性を見積もった。海洋哺乳類は世界的に保護価値が高く、一部は既に保護されていることや、大型クジラ類は低周波数帯域に対して高い聴力を持っていることから、保護の必要性は「高い」と評価する。影響度は、エアガン発震時の短期間で影響範囲が局所的なことから、「低度」と評価する。保護の必要性を「高い」、影響の程度を「低度」としたことから、影響の重大性は「中度」と評価する。　中度の影響は、想定される環境影響を許容可能なレベルに抑えるための緩和策、管理策を講ずる必要があると見なされる。海洋哺乳類に対する緩和策、管理策については次章で述べることとする。

②プランクトン（魚卵、幼魚を含む）　McCauley RD（1994）によれば、プランクトンがエアガンから0.5 ～ 3m以内にいた場合で230 ～ 240dB以上のノイズレベルに暴露された時に死亡するなどの影響が懸念されるとしている。プランクトンが生息する浅海域

の真上に測線を設置する場合には影響を及ぼすとされている。　しかし、プランクトンの自然死亡率は非常に高く、1日あたり15%と推定されている。地震探鉱作業の実施によるプランクトンの死亡率は、自然死亡率と比較して極めて低く、全体的な個体群に影響を及ぼすとは想定されない。　以上の評価を踏まえ、プランクトンに対する潜在的環境影響について、影響の重大性を見積もった。プランクトンは世界中に豊富に生息しており、エアガンノイズに対して敏感でないことから、保護の必要性は「低い」と評価する。影響度は、自然死亡率が高いことを考慮して「軽微」と評価する。保護の必要性を「低い」、影響の程度を「軽微」としたことから、影響の重大性は「重大でない」と評価する。

③サンゴ礁とサンゴ礁に生息する魚類　サンゴ礁が生息する海域の真上に測線を設置し、空気容量1,500、3,200inch3 のエアガンを用いてサンゴ礁に対する潜在的環境影響の調査が実施された。調査の結果、サンゴ礁に直接的な被害が観測されなかったことから、サンゴ礁はエアガンノイズに対して耐性を持つと考えられる（IEC, 2003, ERM, 2005）。　サンゴ礁に生息する魚類に対する潜在的影響を表3に示す。表3の結果から、魚類が驚愕反応を引き起こす可能性のあるノイズレベルは160dB（rms）程度と考えられている。190dBのノイズに反復的に暴露された場合でも魚類に聴力低下が観測されなかったという報告や、210dB（rms）に暴露された魚類の死亡例も確認されなかったという結果がある。また、225dB（rms）に暴露された魚類は、暴露前と暴露後で生態の変化に有意差は認められなかったとされている。　これらの結果から、サンゴ礁に生息する魚類は、これまで考えられていたよりもノイズに対して耐性を有すると考えられる。　以上の評価を踏まえ、サンゴ礁およびサンゴ礁に生息する魚類に対する潜在的環境影響について、影響の重大性を見積もった。サンゴ礁はエアガンノイズに対して敏感であるとは想定されないが、サンゴ礁に生息する魚類はサンゴ礁よりもノイズに対して敏感なことから、保護の必要性は「やや高い」と評価する。影響度は、サンゴ礁については「影響なし」と評価できるが、サンゴ礁に生息する魚類についてはエアガン発震時の短期間、局所的に影響を及ぼす可能性が考えられることから、「低度」と評価する。保護の必要性を「やや高い」、

海洋哺乳類の可聴周波数帯域とノイズの関係図6

出所：DNV Energy（2007）

75 石油・天然ガスレビュー

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海洋地震探鉱における環境への取り組み

影響度を「低度」としたことから、影響の重大性は「軽度」と評価する。

④ウミガメ　McCauley RD et al.（2003）によれば、ウミガメがエアガンから数キロメートルのところにいた場合で166dB

（rms）のノイズレベルに暴露されると行動に変化が現れるとされている。また、エアガンから1km以内にいた場合で175dB（rms）のノイズレベルに暴露されると回避行動を取り始めることから、地震探鉱作業実施期間中の一時的な移動につながる可能性は考えられるものの、ウミガメに影響を及ぼす可能性は極めて低いと考えられる。地震探鉱実施海域に一時的に入り込んだウミガメの行動を妨害する場合やエアガン近傍において音に暴露される場合には、一部のウミガメに短期的な聴覚低下を引き起こす懸念はあるが、ウミガメの死亡あるいは致命的な障害につながる可能性は極めて低いとされている。　以上の評価を踏まえ、ウミガメに対する潜在的環境影響について、影響の重大性を見積もった。ウミガメは世界的に保護対象となっており、エアガンノイズに対してやや敏感であることから、保護の必要性は「やや高い」と評価する。影響度は、エアガン発震時の短時間で影響範囲が局所的なことから、「低度」と評価する。保護の必要性を「やや高い」、影響度を「低度」としたことから、影響の重大性は「軽度」と評価する。しかし、次章で述べるソフトスタートは、ウミガメに関しても地震探鉱実施海域を回避するのに十分な時間的余裕を与えると考えられることから、影響を緩和する効果が期待できる。

3. 海洋哺乳類に対する影響を最小限に抑えるための緩和策、管理策

　海洋哺乳類に対する潜在的環境影響を緩和するための対策としては、主に海洋哺乳類観測（MMO：Marine Mammal Observation）、ソフトスタート、エアガン容量を考慮した安全域の設置、最適なエアガンアレイの構成の四つが挙げられる。

・海洋哺乳類観測　図7に海洋哺乳類観測に使われる観測シートを示す。海洋哺乳類観測とは、地震探鉱作業実施前に、観測台から作業実施海域の半径1km以内に海洋哺乳類が存在するか否かを30分間目視により観測することである。夜間の目視観測においては、赤外線双眼鏡または暗視双眼

鏡を用いる。30分間という時間は、海洋哺乳類が潜水してから息継ぎのために再浮上するまでに要する時間を考慮して設定されている。作業実施海域が深海の場合、半径1km以内に海洋哺乳類がいても確認できないことが考えられるが、受動的音響モニタリング（PRM：Passive Acoustic Monitoring）を併用することで観測精度を向上させる手法も取り入れられている。

・ソフトスタート　ソフトスタートとは、エアガンを観測開始と同時に最大出力で発震するのではなく、徐々に出力を上げていくことであり、世界各国でこれが標準的な方法となってい

Potential Effects Threshold Received Sound Exposure Levels(SELs)

Low level behavioural effects

Avoidance>140dB re 1 μPa2.s(pelagic species and the more nomadic demersal species)

Startle/alarm

>160dB re 1 μPa2.s(species with limited home ranges or site-attached and/or territorial strategies)

High level behavioural effects

Fright/Flight

>180dB re 1 μPa2.s(species with limited home ranges or site-attached and/or territorial strategies)

Onset of short term reversible loss in hearing sensitivity(temporary threshold shift-TTS)

>180 dB re 1 μPa2.s(site-attached species)

Onset of short term reversible loss in hearing sensitivity(TTS/PTS)

>187 dB re 1 μPa2.s(site-attached species)

TTS onset but no injury to non-auditory tissues in ~1 kg sized fish

>200 dB re 1 μPa2.s(site-attached species)

サンゴ礁に生息する魚類に対する潜在的影響表3

出所：Woodside Energy Ltd. （2007）

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る。ソフトスタートを実施する際、エアガンの出力レベル（dB）と空気容量（inch3）を考慮し、まず空気容量の小さいエアガンを発震し、最適なエアガンアレイの構成が得られるまで、徐々に均一に出力レベルを上げていく。この作業は少なくとも20分かけて行い、40分を超えない範囲で行われる。ソフトスタートを実施することで、海洋哺乳類はエアガンが最大出力に暴露される前に回避でき、聴覚障害の発生を抑える効果があるとされている。

・エアガン容量を考慮した安全域の設置　安全域は、音響透過損失モデリングを実施することで、ノイズレベルが伝播する水平距離を評価し、設定する。ノイズの伝播特性はエアガンアレイの構成、地震探鉱を実施する海域の水深や海水温度に依存するので、これらを考慮した安全域の設置が重要であり、設置した安全域内で海洋哺乳類が観測された場合、エアガン発震を一時中断することで影響を最小限に抑えることが可能と考えられる。

・最適なエアガンアレイの構成　エアガンアレイの構成において考慮すべき事項は、水平方向に伝播するエネルギーの割合を最小限に抑えるように指向性を持たせた上で、使用するエアガンの容量を探査深度に必要な最小限の量に抑えることである。

4. 国際的な取り組み

　海洋における地震探鉱作業に対する国際的な取り組み に つ い て は、IAGC（International Association of Geophysical Contractors） や OGP（International Association of Oil and Gas Producers）が実施しているプログラムがある。　IAGCは物理探査コントラクターにより構成されるアメリカ・ヒューストンに本部を置く業界団体で、海洋地震探鉱作業をはじめとする物理探鉱作業に関する横断的な情報共有を目的とし、HSE（Health, Safety and Environment）面での課題について取り組んでいる。IAGCは物理探鉱作業実施に関する文書として2001年に「Environmental Manual for Worldwide Geophysical Operations」（図8）を2004年に「Marine Geophysical

Safety Manual」（図9） を そ れ ぞ れ 刊 行 し て い る。「Environmental Manual for Worldwide Geophysical Operations」では、陸上、海洋における物理探鉱作業の作業手順およびガイドラインについて紹介している。また、同マニュアルでは物理探鉱作業計画段階で考慮すべき事項、海洋生物の保護、海洋環境に対する影響を最小限に抑えるための緩和策について記載があり、詳細な手引となっている。「Marine Geophysical Safety Manual」では、海洋における物理探鉱作業を安全に実施するための手順やガイドラインについて紹介している。　OGPは1974年に設立されたイギリス・ロンドンに本部を置く石油開発会社から成る業界団体で、1999年以前はE&P Forumと呼ばれていた。OGPはHSEに関す

海洋哺乳類観測に使われる観測シート図7

出所： Ireland - Code of Practice for the Protection of Marine Mammals during Acoustic Seafloor Surveys in Irish Waters

77 石油・天然ガスレビュー

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海洋地震探鉱における環境への取り組み

る継続的な改善策を取り上げており、IAGCと共同でJIP（E&P Sound and Marine Life Joint Industry Program）と呼ばれる組織を運営し、海洋における石油・天然ガスの探鉱・開発に起因する海洋生物への既知あるいは潜在的な影響と、その影響を緩和するための対策についての調査を実施している（図10はJIPのウェブサイトhttp://www.soundandmarinelife.org/による）。現時点において、JIPは30の課題を特定し、次の五つのカテゴリーに分類して調査を実施している。

（1）エアガンの特性と音響伝播（2）海洋生物への身体的・生理学的影響（3）海洋生物への行動影響（4） エアガンに替わる代替震源の開発および影響を緩

和するための対策（5） 海洋生物のモニタリングにおける新たな機材や手

法に関する調査　課題の大部分は海洋における地震探鉱作業に関連するもので、既に石油・天然ガスの探鉱・開発において想定されるいくつかの環境影響については石油開発会社をはじめとする関係機関に情報提供を行っている。　なお、OGPとIAGCはエアガンノイズの海洋哺乳類に対する潜在的影響について共同で見解を示している。図11に示す2004年9月に刊行された「Seismic Surveys & Marine Mammals –Joint OGP/IAGC Position Paper」は、

OGPとIAGCの公式見解を示したものであり、同書では、緩和策を講じてきたことで地震探鉱作業実施による海洋哺乳類と海洋環境全般に対する影響はこれまでなく、今後も想定されないと述べている（本資料は以下のウェブサイトより入手可能。http://www.ogp.org.uk/pubs/358.pdf）。　いくつかの石油開発会社では、独自にHSE方針およびガイドラインを設けている。例えば、ExxonMobilでは、同社の業務遂行基準（Standards of Business Conduct）に

Environmental Manual for Worldwide Geophysical Operations

図8 Marine Geophysical Safety Manual図9

出所：IAGC 出所：IAGC

JIP のウェブサイト図10

出所：JIP

782009.11 Vol.43 No.6

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アナリシス

おいて「環境に関する方針」を策定している。本方針は、「操業のための総合マネジメントシステム（OIMS：Operations Integrity Management System）」「明日の環境は今日守る（Protect Tomorrow, Today）」という二つの 取 り 組 み、 中 期 環 境 計 画（EBP：Environmental Business Planning）を含む環境マネジメントプロセスであり、世界各地の同社施設における安全、環境リスクなどを管理するために策定されたもので、詳細は同社の

「2007 Corporate Citizenship Report」に記載されている。Royal Dutch Shellでは、社会・環境に配慮した事業を進めるにあたり、「安全・衛生・環境に関する方針と公約（Policy and Commitment on Health, Safety and Environment）」「地球環境基準（Global Environmental Standards）」「生物多様性基準（Biodiversity Standards）」

「環境影響要件（Impact Assessment Requirements）」「保護地域公約（Protected Area Commitment）」を同社の

「Sustainability Report 2007」において定めている。　また、いくつかの物理探査コントラクターにおいても独自にHSE方針やガイドラインを設けている。例えば、WesternGecoでは、1996年からOGPによって提案されたモデルに基づきQHSE（Quality, Health, Safety and Environmental）マネジメントシステムを運用している。WesternGecoは、メキシコ湾でのマッコウクジラに対する地震探鉱の実施による影響を調査するプロジェクトに参加し、新たな規制案に関する情報を提供するとともに、OGPとIAGCの共同公式文書に情報を提供している。現在、WesternGecoが採用している海洋地震探鉱実施に伴う潜在的環境影響に対する緩和策には、海洋哺乳類観測、ソフトスタート、同社で保有している過去のデータを使用した音響透過損失モデリングに基づいたエアガン容量の最適化などが挙げられる。

5. 産油国における地震探鉱作業に対するガイドライン

　海洋生物に対するエアガンの影響を最小限に抑えるための緩和策に関するガイドラインを設けている産油国は、現在のところイギリス、アイルランド、アメリカ、オーストラリア、ニュージーランド、ブラジル、カナダの7カ国である。これら7カ国のガイドラインに盛り込まれている緩和策の概要を表4に示す。緩和策については7カ国とも概

おおむ

ね類似しているが、保護対象の生物種や安全域の距離などに関する詳細については国によって異なっている。これは、各国が自国の海洋生物の保護レベルに

基づいて独自にガイドラインを設けているからである。また、緩和策に見られる地域的な違いは、緩和策を策定する際に根拠とした調査データや過去の経験が国によって異なることに起因する。例えば、ガイドラインに盛り込まれている安全域の距離については、目視で観測可能な距離に基づいて設定されている場合と、音圧レベルによって設定されている場合とがある。

Seismic Surveys & Marine Mammals –Joint OGP/IAGC Position Paper図11

出所：Joint OGP/IAGC Position Paper（2004）

79 石油・天然ガスレビュー

JOGMEC

海洋地震探鉱における環境への取り組み

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ntry

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ance

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udin

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stin

g an

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firin

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5

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tart

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mar

ine

mam

mal

sig

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500

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e-sh

oot

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ch.

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ease

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min

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500

m

com

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ft-st

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A

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firin

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duct

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obs

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r, bu

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ing,

cal

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diff

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n se

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Mar

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Mam

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S

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7)

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l and

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Con

tinuo

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ded

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ble

1 km

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tion

Zone

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if m

arin

e m

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with

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n

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firin

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incr

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0 m

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perio

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40

min

)

Pre

-sho

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h w

ithin

1 k

m

com

men

ces

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0 m

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or

wat

ers

< 2

00 m

and

> 2

00

resp

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scus

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scus

sed

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2007

)

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tinuo

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1 km

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scus

sed

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sed

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tralia

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and

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only

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hale

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Zo

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and

subs

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prio

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ion

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mov

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firin

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rest

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ent

unde

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BC

Act

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Rec

omm

ende

d du

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nigh

t-tim

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erat

ions

or

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imes

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vis

ibili

ty,

espe

cial

ly w

hen

likel

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w

hale

en

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ter i

s hi

gh

産油

国の

ガイ

ドラ

イン

に盛

り込

まれ

てい

る緩

和策

の概

要表

4

802009.11 Vol.43 No.6

JOGMEC

アナリシス

New

Ze

alan

dG

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lines

for

Min

imis

ing

Aco

ustic

D

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M

arin

e M

amm

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S

urve

y O

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tions

(F

ebru

ary

2006

)

Rec

omm

ende

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e us

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prac

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le

vels

thro

ugho

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ns a

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redu

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frequ

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noi

se

1 –

1.5

km (d

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one)

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own

requ

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if an

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es o

f C

once

rn c

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g co

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are

det

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d w

ithin

the

1.5

km

Obs

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Zone

dur

ing

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star

t/ d

ata

acqu

isiti

on

(but

shu

tdow

n fo

r sig

htin

g w

ithin

1 k

m o

nly

for

Spe

cies

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once

rn n

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co

w-c

alf p

airs

)

Car

ried

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t all

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incl

udin

g te

stin

g an

d af

ter s

hutd

own

and

brea

ks in

firin

g (>

20

min

).

Sof

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rt de

laye

d fo

r 30

min

if

mar

ine

mam

mal

(Spe

cies

of

Con

cern

) sig

hted

with

in th

e 1.

5 km

Obs

erva

tion

Zone

dur

ing

pre-

shoo

t sea

rch

(but

with

in 2

00

m fo

r oth

er s

peci

es).

Gra

dual

in

crea

se in

pow

er o

ver a

20

min

pe

riod

(but

< 4

5 m

in)

Pre

-sho

ot s

earc

h w

ithin

1.5

km

O

bser

vatio

n Zo

ne c

omm

ence

s 30

min

pr

ior t

o so

ft-st

art.

Als

o re

quire

d co

ntin

ually

dur

ing

oper

atio

n ov

er 1

.5

km, a

nd a

fter s

hutd

own

(unt

il th

e S

peci

es o

f Con

cern

mov

es o

utsi

de

the

Obs

erva

tion

Zone

or w

hen

30 m

in

have

laps

ed s

ince

the

last

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brea

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firin

g. N

orm

ally

one

de

dica

ted

obse

rver

, but

by

anot

her

train

ed o

bser

ver i

n ar

eas

of e

colo

gica

l im

porta

nce.

Obs

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r onl

y re

quire

d fo

r sou

rce

vess

el fo

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C s

urve

y

Rec

omm

ende

d fo

r ope

ratio

ns

cond

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d at

ni

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n ar

eas

of

ecol

ogic

al

impo

rtanc

e an

d du

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redu

ced

visi

bilit

y

Ope

ratio

ns

disc

oura

ged

at n

ight

in

area

s of

eco

logi

cal

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rtanc

e

Not

requ

ired/

di

scus

sed

Bra

zil

Gui

de fo

r M

onito

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Mar

ine

Bio

ta d

urin

g S

eism

ic D

ata

Acq

uisi

tion

Act

iviti

es (A

pril

2005

)

Rec

omm

ende

d th

e us

e of

the

low

est

prac

ticab

le p

ower

le

vels

thro

ugho

ut

oper

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ns a

nd n

o fir

ing

of a

irgun

s ex

cept

for t

hose

ne

cess

ary

for n

orm

al

oper

atio

n

500

m –

1 k

m (d

ual z

one)

. W

arni

ng fo

r pos

sibl

e sh

utdo

wn

and

imm

edia

te

shut

dow

n re

quire

d if

a m

arin

e m

amm

al o

r tur

tle is

si

ghte

d w

ithin

the

1 km

W

arni

ng Z

one

and

500

m

Shu

tdow

n Zo

ne

resp

ectiv

ely

durin

g so

ft-st

art/

dat

a ac

quis

ition

Car

ried

out a

t all

times

incl

udin

g te

stin

g an

d af

ter s

hutd

own

and

brea

ks in

firin

g (>

5 m

in).

Sof

t-st

art d

elay

ed fo

r 30

min

if m

arin

e m

amm

al o

r tur

tle s

ight

ed w

ithin

th

e 1

km W

arni

ng Z

one

durin

g pr

e-sh

oot s

earc

h. G

radu

al

incr

ease

in p

ower

ove

r a 2

0 m

in

perio

d (b

ut <

40

min

).　S

tart

proc

edur

es a

re n

ot p

erm

itted

at

nigh

t or i

n co

nditi

ons

of b

ad

visi

bilit

y ev

en u

sing

sof

t sta

rt;

reco

mm

ence

onl

y un

til d

awn/

co

nditi

ons

impr

ove

Pre

-sho

ot s

earc

h w

ithin

1 k

m W

arni

ng

Zone

com

men

ces

30 m

in p

rior t

o so

ft-st

art.

Als

o re

quire

d co

ntin

ually

du

ring

oper

atio

n ov

er 1

km

, and

afte

r sh

utdo

wn

(unt

il th

e m

arin

e m

amm

al/

turtl

e m

oves

out

side

the

War

ning

Zo

ne o

r whe

n 30

min

hav

e la

psed

si

nce

the

last

sig

htin

g) a

nd b

reak

s in

fir

ing.

Con

duct

ed b

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train

ed

obse

rver

s

Not

obl

igat

ory

but e

ncou

rage

d to

test

PA

M o

r ot

her m

etho

ds

that

mig

ht

subs

titut

e vi

sual

ob

serv

atio

ns

Ope

ratio

ns

disc

oura

ged

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g pe

riods

or a

reas

of

repr

oduc

tion,

es

peci

ally

for m

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e tu

rtles

, Hum

pbac

k W

hale

s (M

egap

tera

no

vaea

nglia

e) a

nd

Sou

ther

n R

ight

Wha

les

(Eub

alae

na a

ustra

lis)

Not

requ

ired/

di

scus

sed

Can

ada

Sta

tem

ent o

f C

anad

ian

Pra

ctic

e w

ith re

spec

t to

the

Miti

gatio

n of

S

eism

ic S

ound

in

the

Mar

ine

Env

ironm

ent

(200

7)　

(for m

arin

e m

amm

als,

turtl

es

and

fish)

Rec

omm

ende

d th

e us

e of

min

imum

so

urce

leve

l, m

inim

um h

oriz

onta

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und

prop

agat

ion

and

redu

ctio

n of

un

nece

ssar

y en

ergy

at

hig

h fre

quen

cies

500

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作成

81 石油・天然ガスレビュー

JOGMEC

海洋地震探鉱における環境への取り組み

6. 環境への影響を最小限に抑えるための技術

　環境への影響を最小限に抑えるための技術として期待されるものにマリンバイブレーターが挙げられる。図12に示すマリンバイブレーターは、エアガンに代替する震源として注目されており、油圧または電気で駆動する構造になっている。1990年代以前は油圧で駆動するタイプであったため、油圧オイルの流出といった環境影響が懸念されたことから、現在は電気機械式が用いられている。　マリンバイブレーターは震源エネルギーを分散する構造になっており、エアガンのようなインパルス震源と比較して音響出力レベルが抑えられ、海洋生物に対する影響は小さいとされている。四つのマリンバイブレーターをアレイにし震源として用いた場合のノイズレベルは223dBであるのに対し、エアガンアレイのノイズレベルは255dBとされており、マリンバイブレーターはエアガンと比較して、海洋生物に対するノイズの影響は小さいと考えられる。しかし、コストが高く、効率がよくない上、取り扱いや操作が難しいなどの理由で限定的なものとなっているのが現状である。

おわりに

　本稿は平成20年度に実施した技術動向調査「海洋地震探鉱における環境への取り組みに関する動向調査」の結果を取りまとめたものであり、海洋地震探鉱作業の実施によって潜在的に重大な影響を及ぼすと考えられる要素を特定し、特にエアガンの海洋環境に与える影響の程度や影響を最小限に抑えるための緩和策に関する最新の動向を紹介した。また、海洋地震探鉱作業の実施に対する国際的な取り組みや産油国におけるガイドラインについても併せて紹介した。　スコーピングの結果、「エアガンノイズの影響を受けやすい海洋生物に対する潜在的影響」が特定され、特に海洋哺乳類に対する影響が懸念されるが、適切な緩和策、管理策を講ずることで想定される環境影響を最小限に抑えることが可能であると考える。本稿では、「エアガンノイズの影響を受けやすい海洋生物に対する潜在的影響」について可能な限り定量的な評価を試みたが、現状

では、海洋生物の生態や特徴に関するデータは限定的であることが改めて確認された。現在、OGPとIAGCが共同で運営しているJIPでは、海洋における石油・天然ガスの探鉱・開発に起因する海洋生物への既知あるいは潜在的な影響と、その影響を緩和するための対策について調査を実施しており、この調査結果の発表が待たれる。今後、より詳細なエアガンノイズの海洋環境に対する影響について定量的評価の実施が期待されることから、継続して動向を把握することが重要である。　本稿では、海洋地震探鉱に用いられるエアガン震源に代替する技術としてマリンバイブレーターを紹介した。マリンバイブレーターはエアガン震源と比較して、海洋環境に対する影響が小さいと考えられるものの、代替震源としては課題が多く、現時点ではエアガンの影響を最小限に抑えるための緩和策を適切に実行することが重要である。

マリンバイブレーター図12

出所：world oil ホームページ

822009.11 Vol.43 No.6

JOGMEC

アナリシス

執筆者紹介

長野　雄大（ながの　たけひろ）神戸市出身。2007年、京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻（修士課程）修了。2007年、（独）石油天然ガス・金属鉱物資源機構入構。入機構後、約半年間の帝国石油株式会社（現・国際石油開発帝石株式会社）での研修を経て、探査技術課に配属。探査技術課では探鉱出資事業などの技術評価・プロジェクト管理業務の他、技術動向調査事業として最新技術の情報収集に従事。趣味は国内旅行と映画鑑賞。

松澤　進一（まつざわ　しんいち）埼玉県出身。千葉大学大学院理学研究科地質学専攻（修士課程）修了。1995年、石油公団（当時）入団。石油資源開発（株）への出向を経て、2005年より探査技術課で探鉱出資事業などの技術評価・プロジェクト管理業務の他、技術動向調査事業として最新技術の情報収集に従事。2008年より海外地質構造調査課での広域地質評価業務を主に担当し、探査技術課を併任。

【参考文献】１．イー ･アール･エム日本（株）, 2008：平成20年度技術動向調査「海洋地震探鉱における環境への取り組みに関す

る動向調査」報告書２．物理探査学会, 1998：物理探査ハンドブック３．DNV Energy, 2007：Effects of Seismic Surveys on Fish, Fish Catches and Sea Mammals.４．Environmental Resources Management（ERM）, 2005：Post-Survey Addendum to Supplemental Integrated

Impact Assessment for Proposed Marine Streamer Seismic Surveys at Iron Duke. Report to Brunei Shell Petroleum Company Sdn. Bhd. Unpublished.

５．IAGC, 2002：Marine Seismic Operations An Overview.６．Integrated Environmental Consultants（IEC）, 2003：Champion OBC Seismic Survey. Environmental

Assessment Verification Trials Report, February 2003. Report to Brunei Shell Petroleum Company Sdn. Bhd. Report No. A688/010/03. Unpublished.

７．Ireland - Code of Practice for the Protection of Marine Mammals during Acoustic Seafloor Surveys in Irish Waters.８．Joint OGP/IAGC Position Paper, 2004：Seismic Surveys & Marine Mammals.９．Kastak D, Schusterman RJ, Southall BL, Reichmuth CJ, 1999：Underwtaer temporary threshold shift induced

by octave-band noise in three species of pinniped. Journal of the Acoustical Society of America 106.10 ．McCauley RD, 1994：Seismic surveys. In: Environmental implications of offshore oil and gas development in

Australia - the findings of an independent scientific review （Swan JM, Neff JM, Young PC eds.）. Australian Petroleum Exploration Assoc.

11 ．McCauley RD, Fewtrell J, Duncan A, Jenner C, Jenner MN, Penrose JD, Prince RIT, Adhitya A, Murdoch J, McCabe K, 2003：Marine seismic surveys: analysis and propagation of air-gun signals; and effects of exposure on humpback whales, sea turtles, fishes and squid. Curtin University Centre for Marine Science and Technology

（CMST）Report R99-15 for the Australian Petroleum Production and Exploration Association（APPEA）.12 ．Minerals Management Service, US Department of the Interior, 2004：Geological and Geophysical Exploration for

Mineral Resources on the Gulf of Mexico Outer Continental Shelf: Final Programmatic Environmental Assessment.13 ．Woodside Energy Ltd., 2007：Environmental Protection Statement: Maxima 3D Marine Seismic Survey, Scott Reef.14 ．World Oilホームページ