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

• 研究課題/領域番号: 26420842
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地球・資源システム工学
• 研究機関: 秋田大学 (2017); 東京大学 (2014-2016)
• 研究代表者: 長縄 成実 秋田大学, 国際資源学研究科, 教授 (10237539)
• 研究協力者: Nurul Aimi Ghazali 東京大学, 大学院工学系研究科
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 地熱開発 / EGS / 掘削 / 逸泥 / ガスキック / 泥水循環 / 超臨界地熱開発

研究成果の概要

逸泥を伴う超高温地熱井の掘削中に発生した地層流体の坑内流入（キック）を適切にコントロールする新しいコンセプトの泥水循環技術を開発・提案することを目的とした。逸泥層に存在する天然き裂（逸泥層）への逸泥流量推定モデルを代表的なき裂進展モデルを用いて構築し、非定常坑内流動モデルとの連成を図った数値シミュレータを開発した。逸泥とキックを伴う超高温地熱モデル坑井を設定したミュレーションを行い、新しいコンセプトのマネージドプレッシャー掘削手法の有効性を評価した。また、超高温掘削時のベントナイト系泥水の熱劣化を防ぐために必要な高温泥水用分散剤の開発可能性に関する予備検討も行った。

研究成果

• [雑誌論文] Simulation Study on Influences of Wellbore Tortuosity on Hole Cleaning in Extended-Reach Drilling (2017)
  • 著者名/発表者名: Naganawa Shigemi、Kudo Hiroyasu、Matsubuchi Hitoshi
  • 雑誌名: SPE Drilling & Completion 巻: 32 号: 04 ページ: 277-289
  • DOI: 10.2118/183409-pa
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超深度・超高温掘削プロジェクトとそれに伴う技術開発の変遷 (2017)
  • 著者名/発表者名: 長縄 成実
  • 雑誌名: 石油技術協会誌 巻: 82 号: 5 ページ: 324-331
  • DOI: 10.3720/japt.82.324
  • NAID: 130007649778
  • ISSN: 0370-9868, 1881-4131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cuttings Transport Simulation Combined With Large-Scale Flow Loop Experimental Results and LWD Data for Hole Cleaning Evaluation in Extended-Reach Drilling (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigemi Naganawa, Ryosuke Sato and Masaki Ishikawa
  • 雑誌名: SPE Drilling & Completion 巻: 印刷中 号: 03 ページ: 194-207
  • DOI: 10.2118/171740-pa
  • 査読あり
• [学会発表] Feasibility Study of Tannin-Lignosulfonate Drilling Fluid System for Drilling Geothermal Prospect (2018)
  • 著者名/発表者名: Ghazali, N. A., Naganawa, S. and Masuda, Y.
  • 学会等名: Workshop on Geothermal Reservoir Engineering
  • 国際学会
• [学会発表] Eco-Friendly Drilling Fluid Deflocculant for Drilling High Temperature Well: A Review (2018)
  • 著者名/発表者名: Ghazali, N. A., Naganawa, S., Masuda, Y., Ibrahim, W. A. and Bakar, N. F. A.
  • 学会等名: International Conference on Ocean, Offshore & Arctic Engineering (OMAE 2018)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Current Status of Research and Development on Supercritical Geothermal Resources in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, H., Mogi, T., Tsuchiya, N., Watanabe, N., Naganawa, S., Ogawa, Y., Fujimitsu, Y., Kajiwara, T., Osato, K., Shimada, K., Horimoto, S., Sato, T., Ito, T., Yamada, S., Kondo, S., Watanabe, K., Gotoh, Y., Okada, H., Yoshida, Y., Nagasawa, Y. and Koyama, A.
  • 学会等名: Grand Renewable Energy 2018 International Conference and Exhibition
  • 国際学会
• [学会発表] Development of Modified Rhizophora spp. Tannin Biopolymer Additive in Drilling Fluid System for High Temperature Well Applications (2018)
  • 著者名/発表者名: Ghazali, N. A., Naganawa, S. and Masuda, Y.
  • 学会等名: IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Status of Japanese Supercritical Geothermal Project as of FY2017 (2018)
  • 著者名/発表者名: Asanuma, H., Mogi, T., Tsuchiya, N., Watanabe, N., Naganawa, S., Ogawa, Y., Fujimitsu, Y., Kajiwara, T., Osato, K., Shimada, K., Horimoto, S., Sato, T., Ito, T., Yamada, S., Watanabe, K., Gotoh, Y., Nagasawa, Y. and Koyama, A.
  • 学会等名: Geothermal Resources Council Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Innovative Drilling Technology for Supercritical Geothermal Resources Development (2017)
  • 著者名/発表者名: Shigemi Naganawa, Noriyoshi Tsuchiya, Takashi Okabe, Tatsuya Kajiwara, Kuniaki Shimada and Norio Yanagisawa
  • 学会等名: 42nd Workshop on Geothermal Reservoir Engineering
  • 発表場所: Stanford, California
  • 年月日: 2017-02-13
  • 国際学会
• [学会発表] Simulation Study on Influences of Wellbore Tortuosity on Hole Cleaning in Extended-Reach Drilling (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigemi Naganawa, Hiroyasu Kudo and Hitoshi Matsubuchi
  • 学会等名: Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference (ADIPEC)
  • 発表場所: Abu Dhabi, UAE
  • 年月日: 2016-11-07
  • 国際学会
• [学会発表] Drilling Technology Development for Supercritical Geothermal Resources in Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigemi Naganawa
  • 学会等名: IEA Central and South American Workshop on Geothermal Energy
  • 発表場所: Cuernavaca, Mexico
  • 年月日: 2016-04-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 地熱井掘削におけるPDCビットの使用について (2015)
  • 著者名/発表者名: 長縄成実
  • 学会等名: 日本地熱学会学術講演会
  • 発表場所: 大分県別府市、別府国際コンベンションセンターB-ConPlaza
  • 年月日: 2015-10-21
• [学会発表] Optimum Hydraulics Design and Operation for Extended-Reach and Horizontal Geothermal Drilling (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigemi Naganawa
  • 学会等名: World Geothermal Congress 2015
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2015-04-19
  • 国際学会
• [学会発表] Survey on Effective and Feasible Emerging Technologies for EGS Well Drilling (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigemi Naganawa
  • 学会等名: 40th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering
  • 発表場所: Stanford, California (USA)
  • 年月日: 2015-01-26 – 2015-01-28
• [学会発表] 地熱井掘削技術の現状と最新動向 (2014)
  • 著者名/発表者名: 長縄成実
  • 学会等名: 日本地熱学会学術講演会
  • 発表場所: 弘前大学（青森県弘前市）
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31