坑井掘削により生じるき裂を用いた大深度地殻応力計測評価法の開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08559001
• 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): 岡部 高志 地熱技術開発(株), 技術開発部, 研究員 ; 伊藤 高敏 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (00184664)
• Keywords: 地殻応力 / 岩体応力 / 岩圧 / 現位置応力 / 水圧破砕 / 現位置計測 / ブレークアウト

Research Abstract

単独の傾斜井でのBHTV(Borehole Tele Viewer)検層やFMS(Formation Micro Scanner)/FMI(Formation Micro Imager)検層データより3深度以上の深度で観測されるDITF(Drilling Induced Tensile Fracture)のデータを使用して逆解析により現位置応力場を評価することの可能性を検討した。最初に、前年度に得た順解析法を基本として逆問題解析法を検討した。次に、疑似データを順解析により作成し、その疑似データを観測データとして逆解析を行った。観測データの読みとり誤差を考慮して、逆解析には統計的手法を取り入れた方法を用いた。その結果、DITFデータの逆解析による現位置3次元応力場の解析の可能性が示された。結果を要約すると以下の通りである。
1.正断層型、横ずれ断層型及び逆断層型を想定し、各応力場において順解析により疑似データセットを作り、それを観測データとして逆解析を行った。大部分の逆解析結果は、岩石の抗張力及びポアソン比の誤差にもよらず、順解析で想定した応力場に収束した。すなわち、逆解析により現位置3次元応力場の推定が可能である。
2.DITFの観測データの読みとり誤差に鑑み、逆解析に正規乱数を使用した統計的手法を導入し、モデルスタディを行った。その結果、逆断層型では、種々の誤差にもかかわらず、応力主軸方向及び応力比は良く決まった。一方、正断層型及び横ずれ断層型では、最大及び中間圧縮主応力の主軸方向はそれほど良く決まらない。このような場合、応力場をより精度よく推定するためには、水圧破砕から得られる最小圧縮主応力、コア試験結果等より得られる応力成分等の追加の観測データで逆解析を制約する必要がある。

Research Products

• [Publications] 岡部高志: "葛根因WD-1#で観測されたドリリングインデューストテンサイルフラクチャによる地殻応力場の推定" 物理探査学会第96回学術講演会論文集. 15-19 (1997)
• [Publications] 岡部高志: "熱応力を考慮したTG-2#のドリリングインデューストテンサイルフラクチャによる応力場の推定" 日本地熱学会平成7年度学術講演会講演要旨集. B3 (1997)