マルチクラック貯留層制御

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05232103
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 林 一夫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30111256)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松木 浩二 東北大学, 工学部, 教授 (10108475) ; 佐藤 一彦 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (30002009) ; 新妻 弘明 東北大学, 工学部, 教授 (90108473) ; 水田 義明 山口大学, 工学部, 教授 (20107733) ; 荻野 文丸 京都大学, 工学部, 教授 (50026069)
• Keywords: 地熱貯留層 / 地下人工き裂 / き裂内流動 / き裂内伝熱 / き裂面性状 / アコースティックエミッション / フラクタルき裂面 / 接触剛性

Research Abstract

(1)釜石鉱山坑道内に存在する坑井を用いてき裂開口試験を行ってき裂開口時の圧力応答を調べるとともに,新しい坑井を掘削してき裂群の方位分布を明らかにした.また,断裂系岩体の水圧破砕モデルを構築してマルチクラック貯留層の形成過程を検討した.(2)単一き裂内2次元流れの物質移動係数を測定した結果,測定値はダルシー則が成立するとした計算値と一致することがわかった.また,2次き裂群を伴う主流路1方向流れの水の圧力損失を測定した結果,圧力損失は2次き裂群の存在しない場合に比べて1桁小さいことがわかった.(3)豊羽鉱山内の坑道伸び先に水圧破砕によって人工き裂を作成し,これを熱交換面とする熱抽出システムで抽熱実験を行ってこのシステムの特性を調べた.また,き裂面性状調査の為に,発破によりこの人工き裂面を露出させるとともにコアリングにより試験片を採取した.(4)東八幡平フィールドにおいてEE-5井を掘削し,人工き裂と干渉している可能性のある卓越した天然き裂を発見した.また,掘削中に人工き裂近傍に設置したハイドロフォンに音圧変化が認められ,き裂検知に利用できることがわかった.(5)多軸応力下での水圧破砕実験装置を作成し,水圧破砕中に発生するAEの計測を行った.また,境界波モデル実験を行って,境界波の伝搬特性への開口幅と接触面積の影響を調べた.さらに,花崗岩の熱破壊にともなうAEの発生時系列を計測しフィールド水圧破砕時のそれとの関係を解析した.(6)花崗岩に水圧破砕により作成したき裂について,表面形状,隙間分布及び垂直応力下での透水性・接触剛性を測定した.表面高さの分布はフラクタル的であるが間隙分布は平均粒径を境にして異なる様相を呈すること,また,き裂の開口量が小さいとき裂を平行平板間の隙間とはみなせなくなることがわかった.

Research Products

• [Publications] K.Hayashi,T.Ito: "In Situ Stress Measurement by Hydraulic Fracturing at the Kamasishi Mine" Int.J.Rock Mech.Min.Sci.& Geomech.Abstr.30. 951-958 (1993)
• [Publications] 荻野 文丸: "フラクチャ内熱伝達" 日本地熱学会誌. 15. 156-159 (1993)
• [Publications] 森谷 祐一,新妻 弘明: "3軸AEダブレット解析による地下き裂進展挙動の高精度推定" 物理探査学会第89回学術講演会講演論文集. 159-163 (1993)
• [Publications] H.Moriya et al.: "Precise Source Location of AE Doublets by Spectral Matrix Analysis of Triaxial Hodogram" Geophysics. 59. 36-45 (1993)
• [Publications] K.Nagano et al.: "Acoustic Emission Sequences Measured in Ogachi HDR Geothermal Field" Proc.1993 Int.Symp.Nonlinear Theory and Its Application. 3. 863-866 (1993)
• [Publications] 小島 隆,村井 正,松木 浩二: "岩石のき裂面粗さと接触剛性ならびに透水性の関係" 資源・素材学会平成6年度春大会講演要旨集. (発表予定). (1994)