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地熱貯留層や帯水層への流体注入によって生じる誘発地震の予測手法開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H06967
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 地球・資源システム工学
研究機関熊本大学

研究代表者

才ノ木 敦士  熊本大学, 国際先端科学技術研究機構, IROAST准教授 (70802049)

研究期間 (年度) 2017-08-25 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード資源開発 / 岩盤工学 / 拡張有限要素法 / 微小地震 / 流体注入 / 地熱貯留層 / 微小振動 / 連成解析 / 誘発地震 / 資源システム工学 / 地熱開発 / 岩盤力学 / 数値解析
研究成果の概要

現在、持続可能なエネルギー開発に向けて地熱発電や二酸化炭素の地下貯留が注目を集めているが、大深度地下の帯水層へ流体を注入する必要があるために微小地震を発生させる可能性がある。本研究では、大深度地下へ圧入された流体による断層の活性化を高精度でシミュレーションすることのできる数値解析プログラムを拡張有限要素法を基に構築した。このプログラムは断層内での流体挙動、断層から周囲岩盤への流体の移動、および断層の力学的挙動(開口・せん断すべり)を同時にシミュレーションすることが可能であり、今後高精度地熱貯留層モデルや流体注入によって発生する微小地震の規模予測への適用が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで流体注入による断層の再活性化をシミュレーションすることのできる様々な数値解析プログラムが開発されてきた。しかしながら、その多くは、周辺岩盤への流体移動や連続体モデル内での断層の不連続性を考慮しておらず、数値シミュレーションの精度が必ずしも高いとはいえなかった。本研究で開発したプログラムは、これらの欠点に対して改良されており、かつ過去の流体注入実験の結果を用いてその妥当性を検証した。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件)

  • [国際共同研究] The Pennsylvania State University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Pennsylvania State University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Methodology to back-analyze the slip-weakening distance of induced seismicity, considering seismic efficiency2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sainoki
    • 学会等名
      Rock Dynamics in Okinawa
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupled X-FEM approach to reproduce the mechanics due to direct fluid injection into a natural in-situ fault2019

    • 著者名/発表者名
      Adam Schwartzkopff
    • 学会等名
      ISRM 14th International Congress of Rock Mechanics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of an in-situ fluid injection experiment with a coupled X-FEM analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Adam Schwarthzkopff
    • 学会等名
      International Conference on Mine Safety Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical study on Apparent Rockmass Shear Stiffness and Radiated Energy during Induced Seismicity2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sainoki
    • 学会等名
      International Conference on Mine Safety Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seismic efficiencyを考慮した誘発地震の逆解析手法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      才ノ木敦士
    • 学会等名
      資源素材学会 2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Seismic efficiencyを考慮した誘発地震深度と動摩係数の関係2018

    • 著者名/発表者名
      才ノ木敦士
    • 学会等名
      資源素材学会 2019年春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of stress distribution within a rock discontinuity asperity2018

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Sainoki
    • 学会等名
      EUROCK 2018 The ISRM European Rock Mechanics Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation of an in-situ fluid injection experiment with a coupled X-FEM analysis2018

    • 著者名/発表者名
      A.K. Schwartzkopff, A. Sainoki
    • 学会等名
      International Symposium on Mine Safety Science and Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-08-25   更新日: 2022-05-23  

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