流体で満たされた地下人工き裂の動的応答解析に基づく地下き裂評価に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650086
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 林 一夫 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30111256)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永野 宏治 室蘭工業大学, 工学部, 助手 (90212109) ; 新妻 弘明 東北大学, 工学部, 教授 (90108473)
• Keywords: 地熱 / HDR / 貯留層き裂 / き裂評価 / AE / 弾性波

Research Abstract

本研究は、地下人工き裂内の流体に局所的圧力変動を負荷したときの動的応答を解明し、これを利用したき裂評価法を開発することを目的とする。本年度の成果を要約すると以下のようになる。
1.き裂が流体のみで満たされている場合、き裂内流体の動的応答の圧力振幅を最大にする粘性係数が存在する。この粘性係数の値は、岩体の透水率のみに依存する。従って、岩体の透水率に応じて最適な粘性を有するよう水圧刺激流体を選定すれば、最大の圧力応答を得ることができる。
2.き裂内流体圧の共振周波数は、き裂開口量及び岩体の空隙率には依存しない。一方、共振周波数は、粘性を上述の最適粘性値に設定することによって、岩体の透水率にも依存しなくなり、結果的に、き裂の大きさのみに依存するようになる。すなわち、き裂内流体の共振周波数を計測することでき裂の大きさを推定可能である。
3.き裂内にプロパントを含む場合にも、岩体の透水率に依存して、上述と同様な最適な粘性値が依存する。粘性をこの値に設定すると、共振周波数は岩体の透水率に依存しなくなる。
4.き裂内にプロパントを含む場合、き裂内流体圧の共振周波数は、き裂の空隙率には依存しないが、き裂の大きさ及びき裂内流動のト-チュオシティに依存する。従って、き裂の大きさが既知であれば、共振周波数からき裂内流動のト-チュオシティを推定することができる。
5.き裂の空隙率及び透水率とき裂内流動のト-チュオシティとの間の関係がわかれば、上述のト-チュオシティの推定値からき裂の通水特性も推定可能である。

Research Products

• [Publications] Kazuo Hayashi: "Radiation Pattern of Elastic Waves Induced by the Motion of Fluid in a Two-Dimensional Reseavoir Crack" Abs.6th Conf.AE/MS Act.Geol.Strct.Mater.20- (1996)
• [Publications] Kazuo Hayashi: "Dynamic Response of Fluid within a Reservoir Crack in a Rock Mass Connected to a Wellbore" Abs.Wrksp.Induced Seis.27-28 (1996)
• [Publications] Kazuo Hayashi: "Dynamic Response of Fluid-Filled Geothermal Reservoir Crack -Effect of the Aspect Ratio of the Reservoir Crack-" Progress in Acoustic Emission VIII. 104-109 (1996)