| 研究課題/領域番号 |
18K19039
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
渡邉 則昭 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (60466539)
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| 研究分担者 |
坂口 清敏 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (50261590)
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| 研究期間 (年度) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 超臨界地熱資源 / 水圧破砕 / 延性地殻 / 透水性 / 貯留層 |
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| 研究成果の概要 |
超臨界地熱資源の形成環境を考慮して，最高温度500℃，最大応力100 MPa程度までの条件下の花崗岩に対して，世界初となる最大・中間・最小主応力を独立に制御（地下の応力場をより忠実に再現）した真三軸応力下での超臨界水圧破砕実験を実施し，水圧破砕に関する新しい学術体系の創出に向けた第一歩を踏み出すことを目的とした。地層条件（温度や地殻応力場）と破砕条件（井戸に対する主応力の方向や加圧速度）が，き裂発生に要する水圧レベルや，き裂進展パターン，さらには透水性増加に及ぼす影響を系統的かつ定量的に検討し，超臨界水圧破砕の基礎理論構築と，高透水性・網状き裂システム形成法を創出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超臨界地熱資源が形成されうる地殻環境で生じる超臨界水圧破砕現象は，従来の水圧破砕とは全く異なる新しいタイプの水圧破砕現象である。したがって，この新発見の現象を地熱発電等において工学的に利用するためには，既存の水圧破砕に関する学術体系を大きく変革させる必要があった。そこで本研究では，超臨界地熱資源の形成条件を考慮した温度や真三軸応力条件で花崗岩の水圧破砕実験を実施し，超臨界水圧破砕の基礎理論を構築した。本研究の成果は，超臨界地熱資源の開発・生産において常に懸念事項となる不十分な透水性への遭遇による経済的リスクの大幅な低減を通じて，超臨界地熱発電の実現，低炭素化社会の構築に貢献すると期待できる。
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