2015 Fiscal Year Research-status Report
逸泥とガスキックを伴う超高温人工地熱系掘削における最適泥水循環技術の開発
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26420842
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長縄 成実 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10237539)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 地熱開発 / EGS / 掘削 / 逸泥 / ガスキック / 泥水循環 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、国際陸上科学掘削計画（ICDP）に提案中の超高温地熱科学掘削プロジェクトJBBP（Japan Beyond-Brittle Project）の実現のための研究開発の一環として、非定常の坑内流動および逸泥層シミュレータを構築し、逸泥を伴う坑井でH2Sなどの高毒性の流体の坑井内への流入（キック）をコントロールする新しいコンセプトの圧力管理掘削（MPD; Managed Pressure Drilling）手法を採用した泥水循環技術を開発することを目的としている。JBBPプロジェクトは、現在、（国研）新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の事業において超臨界地熱資源開発プロジェクトへと発展させる計画が進行しており、その中のフィージビリティスタディにおいても、非常に困難が予想される超高温延性帯の掘削においてMPD手法の採用が検討されている。
本年度は、坑井近傍の地層に発生するき裂（フラクチャー）の代表的な古典的モデルであるPKN（Perkins-Kern-Nordgren）モデルおよびKGD（Khristianovitch-Geertsma-de Klerk）モデルによってモデル化したフラクチャー内の非ニュートン流体の流動挙動を、並行平板内のポアズイユ流れで表す検討を行った。これによって導かれる坑内の圧力条件とフラクチャーへの逸泥流量との関係式を、既存の非定常坑内流動シミュレータにおけるフラクチャー存在深度における流出境界条件として設定する検討を行った。また、非ニュートン流体のレオロジー特性および脱水特性データの収集のために、石油工学における標準泥水レオロジー試験機であるVGメーターの導入と、過去の地熱フィールドで使用された泥水特性に関する文献および各種報告書の調査を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本年度は、導入したVGメーターを用いて各種掘削泥水のレオロジー測定実験を行う計画であったが、新しく実験室を置く予定であった建物の改修工事が当初の見込みよりも遅れ、新設実験室の整備が終了せず、年度内中に実験を開始することができなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
遅れている泥水レオロジー測定実験を次年度の第1四半期までに終える。また、当初計画どおり、フラクチャーモデルによる坑内圧力と逸泥流量の関係式と既存の坑内流動シミュレータとの連成を行い、最終的に、過去に掘削された葛根田WD-1a地熱調査井の掘削条件に基づく泥水循環計画の最適化および最適手法の提案を行う。
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| Causes of Carryover |
実験室の整備が遅れ、本年度内に実験を開始できなかったため、実験に必要な消耗品等の年度内の購入予算に余剰が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は、実験の計画が次年度に後倒しされたことによって発生したものであるので、予定どおり次年度に実施する泥水レオロジー測定試験に必要な消耗品の購入に使用する計画である。
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