掘削井と既存断層の距離が誘発地震の発生に及ぼす影響
| Project/Area Number |
21K14579
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
北村 真奈美 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究員 (40795960)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
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| Keywords | 地熱開発 / 誘発地震 / 浸透率 / 花崗岩 / 地熱 / 透水性 / 水圧破砕 |
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| Outline of Research at the Start |
地熱開発における誘発地震には，既存断層の存在に加えて，水の注入が深く関与していると考えられている．しかし，誘発地震の物理的発生メカニズムはまだよくわかっていない．本研究では，地熱開発に関する掘削井と既存断層との距離が誘発地震の発生に密接にかかわっているという仮説を，実際におこなわれる水の注入を模擬した注水試験によって検証したい．特に，「誘発地震の規模が掘削井と既存断層との距離によってどのように変化するの
か」ということを注水時に岩石中に発生する微小破壊音（アコースティックエミッション，AE）の発生特性を詳細に調べて，物質学的視点から誘発地震の発生機構の解明を目指したい．
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，地熱発電において天然の熱水や蒸気が乏しい場合に，水を送り込んで蒸気や熱水を得る技術を活用する高温岩体地熱発電（EGS: Enhanced Geothermal System）が注目されている。一方で，EGSにおける水の注入に伴い発生する誘発地震が注視されている。これまでに，既存断層へ流体が流れ込むことで間隙水圧が上昇して断層すべり運動が促進されて地震が誘発されることや，総注水流量が増えるにつれて地震の規模（マグニチュード）が増加する傾向があることもわかってきた（例えばMcGarr, 2014）。しかし，これまでに誘発地震発生に関連して掘削井と既存断層の距離等の地下構造に着目した研究はおこなわれていない。よって本研究では、掘削井と既存断層に関連する地下構造のうち、特に掘削井が既存断層に直接貫通していないケースに着目した室内注水試験を実施し、誘発地震発生に関与するパラメータについて検討した。
本年度は、母岩の浸透性及び注水時の有効圧に着目して2パターンの注水速度について注水実験を実施した。インタクト及び熱処理を実施した花崗岩を使用し、産総研設置の油圧式三軸圧縮変形装置を用いて注水試験をおこなった。その結果、母岩の浸透性、注水時の有効圧、及び注水速度が、注水時の総応力降下量や応力降下特性（急激に応力降下するか緩やかに応力降下するか）に影響を及ぼすことがわかってきた。現在、研究目的遂行に向けてさらに実験を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までに、注水試験を実施し、注水時の有効圧・母岩の浸透性と応力降下特性の関係について考察している。母岩の透水性が異なる4種類の試料について系統的に実験を実施する予定であったが、計測機器類及び圧力容器部品の故障等による実験の一時中断期間が影響し、岩の透水性が異なる2種類の試料を用いた実験にとどまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は本研究課題を推進すべく、引き続き注水試験を実施する。今年度に引き続き、有効圧と母岩の浸透性が誘発地震規模や応力降下特性に与える影響を調べ、どのような環境下で誘発地震が起きやすいかを検討していく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
