3次元地下人工き裂の動的応答解析と地下き裂評価に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650070
• 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): 永野 宏治 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (90212109) ; 新妻 弘明 東北大学, 工学研究科, 教授 (90108473)
• Keywords: 地熱 / HDR / 貯留層き裂 / き裂評価 / AE / 弾性波

Research Abstract

き裂面の接触剛性、岩体の透水率および流体の粘性が、き裂の動的応答特性におよぼす影響を詳細に検討した。その結果、以下のことが明らかになった。すなわち、岩体の透水率が小さく流体の粘性が小さい場合においては、接触剛性が存在しない場合には角固有振動数は、アスペクト比によりほぼ決まる。一方、接触剛性が存在する場合には、角固有振動数は接触剛性によりほぼ決まる。また、岩体の透水率が小さくない場合では、接触剛性が存在しないと角固有振動数ならびに減衰の強さの、岩体の透水率による変化はほとんど見られない。一方、接触剛性が存在すると、岩体の透水率が大きくなるにつれ角固有振動数は小さくなり、減衰の強さは強くなる。ただし、流体の粘性が大きい場合、これらの岩体の透水率による変化は小さくなる。
次に、地下熱交換システムを構成する地下き裂の大きさ、き裂開口幅およびき裂面接触剛性の評価を行うための新しい手法を考案した。これは、き裂の動的挙動解析から得られる固有周波数とフィールドで計測された微小地震波のピーク周波数との比較対照に基づく方法である。この手法を、肘折ならびに雄勝フィールドで計測された微小地震波の解析に適用した。 肘折フィールドでは、三つの微小地震波イベントについて評価が可能であった。また、雄勝フィールドでは、二つのイベントについて評価可能であった。肘折ではき裂半長とき裂開口幅がそれぞれ5〜11m、1〜44mという結果が得られた。一方、雄勝では、4〜28m、10〜22mmという結果が得られた。

Research Products

• [Publications] S.Ito: "Fracture Characterization from Microseimic Events at Hijiori and Ogachi Fields in Japan"Geothermal Resources Council Transaction. 23. 265-270 (1999)
• [Publications] 多田 祥明: "地下き裂に発生する定在波を用いたき裂評価に関する研究―き裂先端から流体のもれがある場合―"第6回地下と土木のAE国内総合コンファレンス論文集. 112-116 (1999)