既存コアとコア変形法による東北・北海道の地殻応力マップの生成と地熱開発への応用

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K04958
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 伊藤 高敏 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (00184664)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 地殻応力 / コア / 地熱開発

Outline of Annual Research Achievements

JOGMEC（（独）石油天然ガス・金属鉱物資源機構）は、地熱資源ポテンシャルの評価を目的とする調査を東北・北海道で2017年から実施しており、ヒートホールと呼ばれる調査井を深度1000m程度まで掘削して全深度のコアが採取されている。そこでJOGMECと交渉の上、東北大学に近い八幡平地域のヒートホール（A井と呼ぶ）のコアを一昨年に入手した。続いて昨年には、同地域の別の２カ所で掘削されたヒートホール（BおよびC井と呼ぶ）の深度約1000～1400ｍの範囲で採取されたコアを入手した。これらのコアの直径分布を測定し、その結果とコア変形法によってコア直交面内の地殻応力差を評価する作業を進めている。また、後者のBおよびC井では、一部の深度でディスキングつまりコアが直径方向に割れて薄い円盤になる現象が起こっていた。この現象は地殻応力状態を表す１つの指標とされ、坑井軸方向と直交方向の地殻応力差が極端に大きい場合に起こると理解されている。しかし、1000mを越える大きな深度でディスキングが起こる原因は明らかではない。そこで、ディスキング現象とコア変形情報を組み合わせることで地殻応力状態を評価する解析を進めている。一方、コア形状から地殻応力差を求める際には、コアのヤング率が必要となる。その測定を行うには、コアから円柱試験片を切り出し、それで一軸圧縮試験を行うという煩雑で時間を要する作業が必要となる。また、このことが原理的には非常にシンプルなコア変形法を煩雑にする要因となっている。そこで、より簡便にコアのヤング率を測定する方法を考案して検証した。これによれば、コア表面にひずみゲージを貼り付けるだけで、非破壊で測定することが可能となる。今後は、それを実行するための測定システムを構築し、これまで入手したコアに適用していく。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通りに地熱地域で掘削された坑井で採取されたコアの入手に成功し、その解析を進められているから。

Strategy for Future Research Activity

研究の推進に支障となる課題はなく、計画に従って作業と解析を進める。