2017 Fiscal Year Research-status Report
Efficient Fracture Network Estimation and Sustainable Design for Geothermal Fields
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17K19084
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 杏奈 東北大学, 流体科学研究所, 助教 (60796449)
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2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 地熱 / フィールドデザイン / ネットワーク / 物質移動 / 熱移動 / 逆解析 / 解析解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，トレーサーデータに基づいた持続的な地熱フィールド設計であり、地熱開発で利用可能なネットワークモデルの開発に挑戦する。本研究の研究課題は、(I)非整数階微分モデルを組み込んだ井戸間き裂ネットワーク解析モデルの開発 (II)解析モデルの可視化 (III)柳津西山地熱フィールドへの適用 (IV)柳津西山地域における還元設計の提案 である。本年度は、研究課題（I)非整数階微分モデルを組み込んだ井戸間き裂ネットワーク解析モデルの開発、および(II) 解析モデルの可視化に取り組んだ。
研究課題（I）では、多孔体中の石油移動挙動を対象として開発されたモデルを新たに地熱貯留層対象のモデルに作り変えるため、トレーサー移動と熱移動とを組み合わせた井戸間のネットワークモデルについて検討した。まずは、一対の井戸間に対し、流体が流路内の外部に流出、外部から流入する場合に対応するモデルを作成し、数値計算結果でその妥当性を示した。また、温度応答を用いることで、流路内の表面積を推定した。この手法については、数値計算ならびにトルコBalcovaフィールドの実データを用いて妥当性を検証した。これにより、地熱開発において持続可能なフィールドデザインに必要不可欠な、熱供給に関与する地下構造を推定できる可能性を示した。研究計画では、非整数階微分を含むモデルの利用を検討していたが、非整数階微分を含むモデルについては、放射性物質移行に関するモデルの解析解を導出した。この解析解が地熱フィールドに適用できるかについては、次年度の研究課題である。
研究課題（II）では、Balcovaフィールドの流路表面積の可視化を行った。その結果、理にかなった推定ができていることが示され、感覚的にもわかりやすい結果の表示方法であると言える。今回の結果は、次年度に取り組む自動的な可視化のプログラムコードの提案に役立てられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに、1報の国際投稿論文、国際学会で2件、国内学会で1件の発表をしており、国際学会では論文を2報プロシーディングスにまとめている。学会の発表を通し、国内外で賞賛を受け、期待される手法であることを確信した。また現在国際論文への投稿を予定している。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画では、非整数階微分を含むモデルの利用を検討していたが、このモデルが地熱フィールドに適用できるかについては、今後の研究課題である。非整数階微分を含むモデルを利用しなくても、温度応答に着目することによって、より簡易に、より効果的なモデルの提案ができるのではないかと考えているため、研究の方向性は見極めたい。
世界で先駆的な離散き裂ネットワークモデルFracman (Golder associates Inc.)ならびに，AP-GPRS (スタンフォード大学)を利用し，流体流動計算を実施する予定であったが、結果は出せていない。今後、うまく結果を出すことができれば、モデルの検証に利用したい。
また、今年度は、一対の井戸間のモデル開発に留まっていたので、今後は複数の井戸間でのモデル開発に取り組む。これまでのところ順調に進展できており、期待ができる。また、並行して、研究課題(III)柳津西山地熱フィールドへの適用 (IV)柳津西山地域における還元設計の提案 に取り組む。フィールド開発者や有識者からのアドバイスをもらいながら進めたいと思う。
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| Causes of Carryover |
予定していた人件費を次年度に繰り越した。また、予定していた打ち合わせが調整できなかったため、旅費の額が減少した。
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