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最大応力計測問題を打開する水圧破砕法国際スタンダードの構築と検証

Research Project

Project/Area Number 18360492
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

伊藤 高敏  Tohoku University, 流体科学研究所, 准教授 (00184664)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 関根 孝太郎  東北大学, 流体科学研究所, 助教 (70361194)
伊藤 久男  海洋研究開発機構, 地球深部探査センター, 技術研究統括 (10356470)
小村 健太朗  防災科学技術研究所, 地震研究部, 主任研究員 (90399361)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Keywords水圧破砕 / 地殻応力 / 現位置計測 / き裂開口圧 / 高剛性 / 大深度 / オーバーコアリング / BABHY
Research Abstract

水圧破砕法は,km級の大深度における地殻応力の現位置計測を可能とする唯一の実用的手段として従来から広く用いられてきた.しかし,この方法では,坑井直交面内における最大応力を評価する要領に致命的な欠陥のあることが最近明らかになっている.その原因は,従来の仮定に反し,(a)残留き裂開口幅の存在によって,き裂の開口以前から坑井水圧がき裂内に浸入してしまうこと,(b)加圧システムのコンプライアンスC(システム内の水圧を単位量だけ増加させるのに必要な水の体積,換言すると剛性の逆数)が大きすぎるために,き裂開口の影響が坑井水圧の変化挙動に現れにくいことにある.これらを考慮して大深度での計測を可能にすべく我々は,坑井底部に直径の小さい試験孔(以下,ベビー孔)を新たに掘削して,その中で水圧破砕を実施するという新方式(Baby Borehole Hydro-fracturing, BABHY(ベイビー方式と呼ぶ))を提案した.その実用化を図るために本年度には,当初計画の通りにポンプユニットの製作に成功し,そして,それを組み込んだ,深度1キロまでの測定に耐える地殻応力測定装置の開発に成功した.さらに、地表から掘削された鉛直井に同装置を適用して,深度811mでの実証試験に成功した.また,同フィールド試験で用いたパッカー装置と大型試験片(700×700×1000mm3)による室内水圧破砕実験を実施した,圧力データと模擬地殻応力の関係が,我々の提案する理論(1/2理論と命名)通りであることを再検証した.

Report

(1 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2008 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Effect of Pore Pressure Gradient on Fracture Initiation in Fluid Saturated Porous Media: Rock2008

    • Author(s)
      Ito, T.
    • Journal Title

      Eng. Fracture Mech. 75

      Pages: 1753-1762

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] BABHY-A New Strategy of Hydrofracturing for Deep Stress Measurements2007

    • Author(s)
      Ito, T., Omura, K. and Ito, H.
    • Journal Title

      Scientific Drilling Special Issue No.1

      Pages: 113-116

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A New Strategy of Hydrofracturing for Deep Stress Measurements, BABHY, and Its Application to a Field Test2008

    • Author(s)
      Ito, T., Omura, K., Yamamoto, K., Ito, H., Tanaka H., Kato, H. and Karino, Y.
    • Organizer
      US Rock Mechanics Symposium
    • Place of Presentation
      San Francisco, US
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Borehole Tangential Deformation Gage and Its application for Determining the Stress in Rock2008

    • Author(s)
      Igarashi, A., Ito, T., Sekine, K. and Hayashi, K.
    • Organizer
      US Rock Mechanics Symposium
    • Place of Presentation
      San Francisco, US
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 大深度地殻応力計測を目的としたBABHY式水圧破砕法とその実用化2008

    • Author(s)
      伊藤高敏, 伊藤久男, 小村健太朗, 田中 博, 加藤春實, 狩野嘉昭
    • Organizer
      第37回岩盤力学に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 最大応力計測問題を解決する高剛性型水破砕地殻応力計測法(BABHY方式)の開発2007

    • Author(s)
      伊藤高敏, 関根孝太郎, 伊藤久男, 小村健太朗, 加藤春實, 田中 博
    • Organizer
      日本材料学会第56期学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 坑壁変形計測によるき裂開口圧測定の室内実験2007

    • Author(s)
      五十嵐哲, 伊藤高敏, 林一夫
    • Organizer
      第28回西日本岩盤工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      宇部
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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