流動電位を用いた地下流体探査におけるデータ解析手法に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10750671
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 田中 俊昭 九州大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90294892)
• Keywords: 流動電位 / 流体探査 / 逆解析

Research Abstract

地熱貯留層内の地熱流体挙動の把握や地熱地域開発後の安定した地熱流体の生産および還元を行うための貯留層管理、高温岩体発電のための水圧破砕時における破砕流体挙動の把握などでは、経時的に変化する地下の流体挙動を的確に把握する必要性がある。そこで、地下浸透流によって生じる流動電位に着目し、その経時変化を地表で連続観測することにより、地下浸透流の方向、浸透速度を把握できる新しい物理探査法である流体流動電位法の研究開発を行っている。
流体挙動の推定では従来非線形最小二乗法が多く用いられている。しかし、非線形最小二乗法では適切な初期値を設定する必要があるため、測定と平行してリアルタイムに解析するためには、問題となる。そのためこれまでの研究で、初期値を必要としない遺伝的アルゴリズムや焼き鈍し法を応用した解析を試み、成果をあげている。測定と同時に解析を行うためには、より解析速度の向上を図る必要がある。そのために、解析に適切な初期値を必要としない遺伝的アルゴリズムと、適切な初期値を与えると収束が速く、解近傍で急速な収束が期待できる非線型最小二乗法を組み合わせたハイブリッド遺伝的アルゴリズムを提案し、本解析に適用して、従来の解析法よりも二倍以上の収束速度を実現することができた。ハイブリッド遺伝的アルゴリズムは遺伝的アルゴリズムと比較して繰り返し計算1回あたりの計算量は増えるものの、収束に至る繰り返し計算回数が格段に少ないため、結果的に計算時間が短縮できることを明らかにし、さらに、解析精度も向上することを明らかにした。