クリーン地殻エネルギー抽出法の設計基礎論-フラクタル破壊力学の構築とその応用-

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05232101
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中塚 勝人 東北大学, 工学部, 教授 (60005345)
• 研究分担者: 高安 秀樹 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 教授 (00183062) ; 山崎 仲道 高知大学, 理学部, 教授 (50036589) ; 佐々 宏一 京都大学, 工学部, 教授 (40025953) ; 林 一夫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30111256) ; 由佐 悠紀 京都大学, 理学部, 教授 (90025403)
• キーワード: 地熱エネルギー / フラクタル / 地下き裂 / 水圧破砕 / 熱抽出設計 / マルチクラック / 破壊力学 / 岩石-熱水相互作用

研究概要

本研究は、深部地殻エネルギーの工学的利用を目的に、統計物理の分野で急速に進展しつつあるフラクタル幾何学を適用し地下断裂群を特長づける手法を開拓、さらにこれを基にしたマルチクラックの力学モデルを構築することにより、新しい地熱貯留層のキャラクタリゼーション法を開発するものである。
研究目的を達成するために、次下の3つの研究課題を選定し3班構成で研究を行なった。
1.マルチクラックキャラクタリゼーション(A01班)
2.マルチクラック貯留層制御(A02班)
3.地殻熱水流動と岩石変質メカニズム(A03班)
特に、熱抽出設計技術に関する研究班横断ワーキンググループを発足させ重点的共同研究を実施した。加えて、本重点領域研究の支援研究としてイギリス、ドイツとの国際共同研究も行った。
本総括班においては、研究班およびワーキンググループ活動の有機的連携を促進させるために、核実験フィールドで得られたデータ、数値解析結果等の共有化を図ることを目的としてニュースレターを年4回発行し、研究成果を速報している。また、平成7年11月1日(水)には平成7年度の公開シンポジウムとして「クリーン地殻エネルギー抽出法の設計基礎論」を行った。11名の本研究メンバーを講師とする講演会を行い、研究成果の報告ならびに討論を行った。会場は石垣記念ホール 大ホールであり、参加者は約50名であった。さらに、平成7年8月29日には高知大学理学部において地殻熱水流動と岩石変質メカニズム(A03班)の班会議を開催した。
平成8年1月25日、26日には平成7年度の研究成果報告会を東北大学青葉記念会館において開催した。さらに、同時に開催した総括班会議において今後の研究成果のとりまとめ方に関する討論を行った。

研究成果

• [文献書誌] K.Watanabe and H.Takahashi: "Fractal Geometry characterization of Geothermal reservoir fracture networks" Journal of Geophysical Research. 100. 521-528 (1995)
• [文献書誌] 大沢信二、由佐悠紀、北岡豪一: "霧島火山帯の噴気不活性ガス組成" 温泉科学. 45. 290-294 (1995)
• [文献書誌] K.Kuriyama,Y.Mizuta,H.Mozumi and T.Watanabe: "Three-dimensional elastic analysis by the boundary element method with analytical integrations over triangular leaf elements" Int.J.Rock Mech.Min.Si.& Geomech.Abstr. 32. 77-83 (1995)
• [文献書誌] T.Watanabe,Y.Takami and K.Sasa: "Model Experiment on the Enhancement of Seismic Signal for Fracture Detection by Injecting Air Bubble" Proceddings of the Internatinal Symposium on Recent Advances in Exploration Geophysics. 59-66 (1995)
• [文献書誌] K.watanabe,K.Tanifuji,H.Takahashi,Y.Wang,N.Yamasaki and K.Nakatsuka: "Chemical water/rock interaction under reservoir condition" Proc.Twentieth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering,Stanford University. (印刷中). (1995)
• [文献書誌] Hajiem Inaoka and Hideki Takayasu: "Universal fragment size distribution in a numerical model of impact fracture" Physia A.(印刷中). (1996)
• [文献書誌] 高橋 秀明: "クリーン地殻エネルギー抽出法の設計基礎論" 文部省科学研究費補助金重点領域研究「クリーン地殻エネルギー抽出法の設計基礎論-フラクタル破壊力学の構築とその応用-」総括班, 132 (1995)