地熱坑井内の流動挙動に関する研究

• 研究課題/領域番号: 60045028
• 研究種目: エネルギー特別研究(エネルギー)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 田中 彰一 東京大学, 工, 教授 (50010799)
• 研究期間 (年度): 1985
• 研究課題ステータス: 完了 (1985年度)
• 配分額: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 1985年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
• キーワード: 地熱層 / 生産性障害 / 坑井 / 流動挙動 / シミュレーション / 泥水 / 割れ目モデル / 高温 / 高圧 / 浸透率

研究概要

研究目的
地熱エネルギーの開発は貯留層、坑井及び地表施設から構成され、本来はこれらを包括した一つの完結した系として取扱うことが望ましいが、本研究では坑井近傍の貯留層及び坑井内の流れに関連した現象を対象にし、地熱層の生産性に及ぼす浸入泥水の影響の実験と地熱流体の坑井内における流動挙動のコンピュータ シミュレーション プログラムを開発することを目的とする。
研究成果の概要
(1) 地熱井掘削によく用いられている組成の泥水の24時間高温養生後の性質の変化を測定した。養生温度が200℃付近より高いとpHの値が急激に低下し、粘度も増加し、泥水の劣化が起ることを示している。
(2) 昭和59年度使用した装置を高温・高圧下で回復浸透率を測定できるように改良した。地層モデルとして割れ目モデルを用いている。割れ目モデルは3-5mm幅、高さ30mm、長さ120mmの鋼鉄製スリットの中にOttawa砂あるいは五色砂を充填したものであるOttawa砂の平均粒径は0.591mmであり、それの約5倍の3mmの割れ目幅、五色砂の平均粒径は1.07mmであり、それの約5倍の5mmの割れ目幅を用いている。割れ目モデルを用いて泥水圧入後24時間高温養生後の回復浸透率測定を、温度20℃、150℃、200℃及び250℃において合計して12回行なった。養生後の浸透率の回復状態は温度に強く関係している。温度150℃以下ではほぼ初期浸透率の値まで回復するが、温度250℃では20%以下の回復状態である。
(3) 地熱坑井内の定常状態における流動挙動に関するコンピュータ シミュレーション プログラムを作製した。