デジタル岩石で探る岩石の比抵抗を支配する特徴的空隙構造
| Project/Area Number |
22K20383
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0204:Astronomy, earth and planetary science, and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鈴木 健士 京都大学, 理学研究科, 研究員 (20965123)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 岩石比抵抗 / 空隙率 / デジタル岩石 / 砂岩 / 有限要素法 / マイクロフォーカスX線CT / 空隙形状 / 岩石物理モデル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、既存の岩石物理モデルから推定される比抵抗を、岩石内部の空隙構造のCTデータを元にデジタル化した岩石（デジタル岩石）から計算される比抵抗と比較することで、従来では困難であった、岩石物理モデルが仮定する空隙形状とそれが導く比抵抗の確からしさの評価を行う。様々な岩種において最適な岩石物理モデルを提案するとともに、岩石の比抵抗を決めている最も支配的な要因に迫る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、既存のモデル(岩石の空隙率、比抵抗、含水率などの関係式)が仮定する岩石中の空隙構造とそれから算出される比抵抗の確からしさについて、デジタル岩石物理学を用いて評価することであった。対象とする岩石は多孔質な岩石であった。
2023年度は、代表的な多孔質岩石であるフォンテーヌブロー砂岩のX線CT画像データに加え、Mt.Simon砂岩、Nugget砂岩、Berea砂岩、Bentheimer砂岩のデータも追加し、デジタル化された岩石モデルを作成した。そして、それらモデルに対し有限要素法による数値計算を実施し、モデルの境界に静電位を与えたときに生じる空隙構造中の電流分布を計算した。そこから、岩石全体の比抵抗を算出し、空隙率と比抵抗の関係を調べた。また、空隙構造中の電流分布から電流経路の屈曲度についても算出し、空隙率・比抵抗とその屈曲度の関係も調べた。さらに、静電位を与える方向を、x軸、y軸、z軸の3方向に変えて、それらの異方性についても調べた。
その結果、砂岩の種類に依らず、空隙率の減少に伴う比抵抗の増加とその異方性の増加が確認された。加えて、それに伴う電流経路の屈曲度の増加も確認することができた。これら一連の結果は、空隙率が低いほど空隙の連結は妨げられ、流れる電流経路の屈曲度も高まり、比抵抗と異方性を大きくするということを示唆している。電流経路の屈曲度は岩石の電気特性を説明する重要な因子のひとつとなり得る可能性がある。
得られた一連の結果は論文としてまとめ出版した。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
