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高温度地熱井掘削コスト軽減のための最適シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 14550870
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 資源開発工学
研究機関東北大学

研究代表者

高橋 弘 (2003)  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (90188045)

齋藤 清次 (2002)  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80302173)

研究分担者 畠山 信夫  一関工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (40159091)
須藤 祐子  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助手 (70344687)
新堀 雄一  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90180562)
高橋 弘  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90188045)
研究期間 (年度) 2002 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2003年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード高温度地層掘削 / 坑井内温度シミュレータ / 坑井内温度 / TDS-Cooling法
研究概要

本研究では、高温度地層掘削(地熱井掘削、大深度油井掘削など)における坑内温度を把握して、最適な掘削条件を決定するために有用な坑内温度シミュレータを開発した。さらに、本シミュレータの高温度井掘削時の適応性を検討した。
平成14年度では、掘削現場における一連の作業に沿ったシミュレーションを行うことができる坑内温度シミュレータを開発した。各作業時間、掘削ツールス情報、地層の物性および循環流体の物性や循環条件などを詳細に入力することが可能で、数値計算によって、回帰泥水温度、坑底温度、ビット位置温度、任意の深度における温度の経時変化などを得る。また、本シミュレータを実際のフィールドに適用するために、既存の坑井データを調査し、利用に適すると考えられる坑井の抽出を行った。
平成15年度では、本シミュレータの高温度井への適応性を検討するために、実坑井における記録を整理して入力データ化しシミュレーションを行った。シミュレーション結果を、高温度油井や地熱井における泥水検層結果、泥水循環試験結果、温度回復試験結果などと比較した。その結果、回帰泥水温度の計算値と実測値はよく合致した。また、温度回復時の坑内温度も比較的よく合致する結果となった。循環と保持を繰り返す循環試験中の坑内温度については、実測値よりも計算値の方がかなり高温に出るものの、温度の上昇や低下については比較的良く合致した傾向を得ることができた。
本研究によって、掘削作業に呼応した坑内温度を大体推定することが可能となった。また、さらに正確に推定するためには、高温下における非ニュートン流体の挙動や特性を明らかにして、シミュレータを更に改良していくことが必要であることが示された。

報告書

(3件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (17件)

  • [文献書誌] Seiji Saito, Joseph Henfling: "Temperature Memory Survey Results and Future Plan for the Recently Erupted Unzen Volcano"Geothermal Resources Council Transactions. 26. 633-637 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Saito: "How difficult/easy to make JUDGE-hole?"Proceedings of JUDGE (Japan Ultra-deep Drilling and Geo-scientific Experiments) International Symposium. D1-D4 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 須藤祐子, 山崎俊輔, 畠山信夫, 齋藤清次: "「西頚城」井掘削時の坑内温度シミュレーションとビット内O-リングの損傷に関する研究"日本地熱学会 平成14年学術講演会 講演要旨集. B33 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 須藤祐子, 刀根昭芳, 齋藤清次, J.Henfling: "雲仙科学課査井でのメモリーゲージを使用した掘削中の坑内温度測定"石油技術協会 平成15年度春季講演会 講演要旨集. 67 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Saito, K.Kitao, K.Saeki, Y.Suto: "Advantages of Using Top-Drive-System for High Temperature Geothermal Well Drilling"Geothermal Resources Council Transactions. 27. 183-187 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 須藤祐子, 熊谷崇信, 畠山信夫, 齋藤清次: "坑内温度シミュレータの地熱井掘削時の適応性に関する検討"日本地熱学会 平成15年学術講演会 講演要旨集. 67 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Saito, Joseph Henfling: "Temperature Memory Survey Results and Future Plan for the Recently Erupted Unzen Volcano"Geothermal Resources Council Transaction. Vol.26. 633-637 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Saito: "How difficult/easy to make JUDGE-hole?"Proceedings of JUDGE (Japan Ultra-deep Drilling and Geo-scientific Experiments) International Symposium. D1-D4 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuko Suto, Shunsuke Yamazaki, Nobuo Hatakeyama, Seiji Saito: "Borehole Temperature Simulation while Drilling Nishi-Kubiki Well and Damage of Three-cone Bit Bearings"Proceedings of the 2003 annual conference of the Japanese Association for Petrolem Technology. 67 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Seiji Saito, Koji Kitano, Kazuhiro Saeki, Yuko Suto: "Advantages of Using Top-Drive-System for High Temperature Geothermal Well Drilling"Geothermal Resources Council Transactions. Vol.27. 183-187 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yuko Suto, Takanobu Kumagai, Nobuo Hatakeyama, Seiji Saito: "Adaptability of a Borehole Temperature Simulator to Geothermal Well Drilling"Proceedings of 2003 annual conference of the Geothermal Research Society of Japan. 67 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 須藤祐子, 刀根昭芳, 齋藤清次, J.Henfling: "雲仙科学調査井でのメモリーゲージを使用した掘削中の坑内温度測定"石油技術協会平成15年度春季講演会講演要旨集. 67 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] S.Saito, K.Kitao, K.Saeki, Y.Suto: "Advantages of Using Top-Drive-System for High Temperature Geothermal Well Drilling"Geothermal Resources Council Transactions. 27. 183-187 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 須藤祐子, 熊谷崇信, 畠山信夫, 齋藤清次: "坑内温度シミュレータの地熱井掘削時の適応性に関する検討"日本地熱学会平成15年度学術講演会講演要旨集. 67 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Saito, Joseph Henfling: "Temperature Memory Survey Results and Future Plan for the Recently Erupted Unzen Volcano"Geothermal Resources Council Transactions. 26. 22-25 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Seiji Saito: "How difficult/easy to make JUDGE-hole?"Proceedings of JUDGE(Japanese Ultra-deep Drilling and Geo-scientific Experiments) International Symposium. D1-D-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 須藤祐子, 山崎俊輔, 畠山信夫, 齋藤清次: "「西頚城」井掘削時の坑内温度シミュレーションとビット内O-リングの損傷に関する研究"平成14年度日本地熱学会学術講演会 講演要旨集. B33 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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