2017 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of high accuracy evaluation method of renewable geothermal energy resource by hybrid X-ray CT method
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15K06641
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
佐藤 晃 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40305008)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地熱開発 / 地熱貯留層 / 水－蒸気２相流 / 相変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、再生可能エネルギーとして最も有望視されている地熱資源開発に必要な岩盤内での熱水流動現象ならびに地熱貯留層内でのフラクチャーネットワークを、マイクロフォーカスおよび産業用Ｘ線ＣＴ法を組み合わせたハイブリットＣＴ法を用いて、マクロ・ミクロスケールでin-situ 評価する新たな方法を確立することを目指す。さらに、不均質な岩盤内での熱水流動、とりわけ高温高圧下における熱水―蒸気の２相流問題を有限体積法を用いてシミュレートし、地熱資源開発の有効利用と持続可能なエネルギー資源の利用方法を確立する事を目的として研究を実施した。
研究期間においては，まず，有限体積法を用いた一次元地熱貯留層モデルの構築とシミュレーション法の開発を主な目的として研究を実施した。ここでは多孔質体を想定した地熱貯留層を模試し，モデル内での水－水蒸気の２相流の解析を実施するものである。具体的には，地下水流の流入速度と地熱抽出量の関係，地下熱流束と地熱抽出量の関係，地盤内圧と地熱抽出量といった基本的事項につて考察し，地中温度や液相－気相状態の割合から適切な地熱生産井を割り出す基本的な手法を提案した。
また，高温状態における給水蒸発試験を実施し，岩石試料内部の気液２相状態の可視化を実施した。その結果，岩石下部から上部にかけて飽和度が小さくなっていることが分かった。た，十分な水の供給がない場合は岩石上部の飽和度が小さくなることが分かった。これらの結果は解析結果と同様の傾向を示しており，解析結果の妥当性が実験においても検証することができた。
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