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2018 年度 実績報告書

室内実験とAE波形解析による水圧破砕で造成される亀裂評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H04614
研究機関京都大学

研究代表者

直井 誠  京都大学, 防災研究所, 助教 (10734618)

研究分担者 石田 毅  京都大学, 工学研究科, 教授 (10232307)
陳 友晴  京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (80293926)
川方 裕則  立命館大学, 理工学部, 教授 (80346056)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード水圧破砕 / アコースティック・エミッション / き裂直接観察
研究実績の概要

水圧破砕法は,地下資源の埋蔵域に亀裂を造成することで,生産性を回復・向上させる方法として重要な役割を担っている.破砕による亀裂造成の監視・推定は,通常,微小地震観測によって行われるが,亀裂造成プロセスと微小地震の関係はよくわかっておらず,亀裂造成状況が適切に推定できていないとみられる場合も多い.そこで本研究では,室内水圧破砕実験をおこない,発生する微小破壊の波形データに対して,類似研究ではほぼ適用例がない地震学分野で発達した多様なデータ処理手法でその特徴付けを試みた.
昨年度研究においては,平成28年度に実施し,その概要をすでに出版済みである黒髪島花崗岩を用いた実験時に得られたAEデータに対してモーメントテンソル解析を実施し,既存き裂の卓越方向によって支配的なAEメカニズムが異なることを示す論文を出版した.また,本実験手法を,現場で一般的に取得される4インチコアから整形できるサイズの供試体で実施できるよう,使用するAEセンサを含めてセッティングを見直した.AEセンサには,平成28年度実験で用いた共振型センサと同等の感度を持つが,より広い周波数範囲に感度をもつ,小型のアンプ内蔵型広帯域センサを用いることで,AE計測の改善をはかった.同セッティングにおいて,実際にシェールガス・オイルの生産が行なわれている地層の露頭サンプルを用いたものを含む,複数回の実験を実施した.また,昨年度予定していた,AEの絶対規模推定や応力降下量推定も試みた.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Moment Tensor Analysis of Acoustic Emissions Induced by Laboratory-based Hydraulic Fracturing in Granite2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, M. Naoi, Y. Chen, K. Nishihara, S. Yano, H. Kawakata, T. Akai, I. Kurosawa, T. Ishida
    • 雑誌名

      Geophys. J. Int.

      巻: 216 ページ: 1507, 1516

    • DOI

      10.1093/gji/ggy493

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Method for Visualizing Fractures Induced by Laboratory-Based Hydraulic Fracturing and Its Application to Shale Samples2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Chen, M. Naoi, Y. Tomonaga, T. Akai, H. Tanaka, S. Takagi, and T. Ishida
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 11 ページ: 1976

    • DOI

      10.3390/en11081976

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 室内水圧破砕において生じるAEのモーメント・マグニチュード推定2018

    • 著者名/発表者名
      今北啓一,直井誠,陳友晴,山本和畝,森重有矢,堤直史,川方裕則,石田毅,田中浩之,有馬雄太郎,兵藤大祐
    • 学会等名
      資源・素材学会 第15回若手研究者・学生のための研究発表会
  • [学会発表] イーグルフォード頁岩および黒髪島花崗岩を用いた室内水圧破砕実験時に生じるAcoustic Emissionの震源メカニズム推定2018

    • 著者名/発表者名
      山本和畝,直井誠,今北啓一,陳友晴,石田毅,川方裕則,田中浩之,有馬雄太郎,兵藤大祐
    • 学会等名
      資源・素材学会 第15回若手研究者・学生のための研究発表会
  • [学会発表] Acoustic Emissionセンサで測定されたデータへの相対モーメントテンソル解析の適用2018

    • 著者名/発表者名
      本庄佑馬,直井誠,石田毅
    • 学会等名
      資源・素材学会 第15回若手研究者・学生のための研究発表会
  • [学会発表] 水圧破砕亀裂の可視化研究2018

    • 著者名/発表者名
      陳友晴,直井誠,川方裕則,石田毅,赤井崇嗣,田中浩之,有馬雄一郎,高木是
    • 学会等名
      資源・素材学会秋季大会

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公開日: 2019-12-27  

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