| 研究課題/領域番号 |
12450410
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
資源開発工学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
橋田 俊之 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40180814)
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| 研究分担者 |
新堀 雄一 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90180562)
松木 浩二 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10108475)
林 一夫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30111256)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| キーワード | 次世代型地熱 / 水圧破砕 / 抽熱 / 貯留層 / 数値解析コード / 流体移動モデル / フラクタル / せん断膨張角 |
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| 研究概要 |
断裂型貯留層を対象として申請者らが開発したFRACSIM-3Dを用いて、マルチボアホール貯留層システムからの抽熱を最適化するための検討を行った。
研究(1)天然き裂モデル、流体移動モデルの開発と水圧破砕・抽熱解析コードの確立
水圧破砕時に得られる貯留層の進展方向ならびに体積に関する知見を基に、FRACSIM-3Dを用いて妥当な天然き裂分布モデルを決定する方法を考案し、本法をEUのソルツフィールドの水圧破砕実験結果に適用することにより、その有効性を検証した。ボーリングコア中に含まれる天然き裂面のフラクタル特性に基づき、せん断膨張角ならびに透水き裂最大開口量を規定するき裂面粗度を推定する手法を考案した。
天然き裂面上の突起分布の標準偏差と水力学的に有効なき裂間隔の関係を定式化し、簡易な天然き裂面流体移動モデルを構成し、これらの成果を合わせて従来のFRACSIM-3Dのアルゴリズムを移植し、水圧破砕・抽熱解析コードを構成した。
研究(3)マルチボアホール貯留層システムの流体・熱移動解析
1つの注入井と4つの生産井からなる貯留層を抽熱ユニットとし、この抽熱ユニットを正方形型に配置したマルチボアホール貯留層システムを対象にして、水循環時の流体・熱移動解析を行った。マルチボアホール貯留層システムにおける流体の回収率および抽熱量は、単独に抽熱ユニットを同一の数だけ増大させた場合と比較してほぼ同じであることを明らかにし、所要の抽熱量に対して要求される坑井数を大幅に低減できることを示した。
研究(4)マルチボアホール貯留層システムの最適化に関する研究
マルチボアホール貯留層システムの抽熱性能を最適化するための方法論に関する検討を行った。所定の貯留層システムに対して、注入流量を変化させた流体・熱移動解析を行うことにより所要の貯留層寿命に対して総抽熱量を最大にする条件を決定する方法を提案した。
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