マルチクラック貯留層制御

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05232103
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 林 一夫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30111256)
• 研究分担者: 松木 浩二 工学部, 教授 (10108475) ; 佐藤 一彦 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (30002009) ; 新妻 弘明 工学部, 教授 (90108473) ; 水田 義明 山口大学, 工学部, 教授 (20107733) ; 荻野 文丸 京都大学, 工学部, 教授 (50026069)
• キーワード: 地熱貯留層 / 地下人工き裂 / き裂内流動 / き裂内伝熱 / き裂面性状 / アコースティックエミッション / フラクタルき裂面 / 接触剛性

研究概要

(1)昨年度に掘削した釜石鉱山坑道内の坑井を用いて水圧破砕を実施し、応力場を明らかにした。また、断裂系岩体に対する水圧破砕モデルを、湯の森フィールドに適用し、水圧破砕結果及び水圧破砕後のスピナ-検層結果に基づいて、同フィールドの貯留層の形態について検討した。(2)2次き裂群を伴う主流路内1方向流れの流動特性を実験的に解明した。き裂内を流れる水の圧力損失は、2次き裂群の層の厚さよりも、主流路と2次き裂群の流動抵抗の比に大きく支配されることがわかった。(3)豊羽鉱山における熱抽出実験の数値シミュレーションを行って抽熱実験を再現するパラメータを決定した。神岡鉱山で行った3種類の表面(坑道表面、水圧破砕により開口させた天然き裂面、及び水圧破砕によって作成した人工き裂面)の性状調査結果からフラクタル解析を行った。(4)東八幡平フィールドの坑井の坑跡の高精度計測を行うとともに、坑井間弾性波計測を行った結果、坑井間相互位置は従来の報告と比べ5m程度のずれがあることがわかった。またシェアシャドウ解析により人工き裂は従来考えられていたよりも深い位置に存在しているか、浅い部分では開口していない部分のある可能性の高いことがわかった。東八幡フィールドでき裂波を測定し地下き裂面の接触剛性を推定するとともに、き裂端で反射したき裂波を測定した。室内水圧破砕実験に伴うAEの、震源分布、相対エネルギを考慮した震源分布並びに発生時系列にはフラクタル性が認められることを見いだした。(6)水圧破砕き裂の接触のシミュレーションコードを開発した。初期間隙分布の実測データに基づいて、垂直応力-き裂開口変位関係及び垂直応力-接触面積関係のシミュレーションを行い、同コードが有効であることを検証した。き裂の三次元的間隙分布の測定方法を開発し、水圧破砕き裂の三次元的初期間隙分布を明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 林 一夫: "弱面群を有する岩体の水圧破砕と貯留層の形態" 施工管理と工程監視のための地下計測ワークショップ論文集. 88-93 (1994)
• [文献書誌] T.Okabe: "Case study of fracture detection logging and its evaluation in geothermal well" Proc.VII Int.Symp.on the Observation of the Continental Crust through Drilling. 308-311 (1994)
• [文献書誌] 林 一夫: "水圧破砕地殻応力計測法により得られた地殻応力成分の信頼性評価" 日本機械学会第72期全国大会講演論文集. I. 444-446 (1994)
• [文献書誌] 荻野 文丸: "き裂内を流れる流体の圧力損失" 化学工学会第60会講演要旨集. (発表予定). (1995)
• [文献書誌] 荻野 文丸: "スリット状充てん層におけるトレーサ応答" 化学工学会第27回秋季大会講演要旨集. I. 2- (1994)
• [文献書誌] 荻野 文丸: "スリット状充てん層における物質移動" 第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集. III. 1084-1086 (1994)
• [文献書誌] Y.Mizuta: "Studies on hydraulic fracturing stress measurement mssisted by water jet borehole slotting" Shigen to Sozai. 110. 289-296 (1994)
• [文献書誌] 佐藤 嘉晃: "光ファイバによる探査ボーリング孔内の温度分布計測" 日本地熱学会誌. 16. 173-184 (1994)
• [文献書誌] 天満 則夫: "豊羽鉱山における天然亀裂を含む鉱脈を用いた熱抽出実験のモデル化" 日本地熱学会誌. 16. 185-202 (1994)
• [文献書誌] H.Niitsuma: "Analysis of acoustic emission from hydraulically induced tensile fracture of rock" Journal of Acoustic Emission. 11. s1-s17 (1994)
• [文献書誌] H.Moriya: "Determination of subsurface stress direction by means of AE doublet source location and focal mechanism analysis" Progress in Acoustic Emission,The Japanese Soc.for NDI. VI. 481-486 (1994)
• [文献書誌] K.Hisamatsu: "Downhole triaxial AE measurement during hydraulic fracturing test at Yunomori site and estimation of dynamic behavior of subsurface fracture" Progress in Acoustic Emission,The Japanese Soc.for NDI. VI. 425-430 (1994)
• [文献書誌] S.Ebihara: "Borehole radar signal identification with a time-frequency distribution" International Symposium on Electromagnetic Compatibility. 681-684 (1994)
• [文献書誌] 永野 宏治: "雄勝地熱フィールドにおけるAE発生時系列と地下き裂進展過程" 日本地熱学会誌. 16. 435-454 (1994)
• [文献書誌] K.Nagano: "Characterization of thermal cacking by AE time series analysis" Progress in Acoustic Emission,The Japanese Soc.for NDI. VII. 179-184 (1994)
• [文献書誌] K.Itakura: "Fractals on AE emanated during hydraulic fracturing" Progress in Acoustic Emission,The Japanese Soc.for NDI. VII. 255-260 (1994)
• [文献書誌] 松木 浩二: "水圧破砕き裂の接触のシミュレーション" 資源・素材学会平成7年度春季大会講演要旨集. (発表予定). (1995)