Development of rock fracturing simulator that combines damage theory and THMC coupling and its application to geothermal development
损伤理论与THMC耦合相结合的岩石破裂模拟器研制及其在地热开发中的应用
基本信息
- 批准号:21H01869
- 负责人:
- 金额:$ 11.07万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 财政年份:2021
- 资助国家:日本
- 起止时间:2021-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
水圧破砕は岩石に引張破壊を生じさせて亀裂を生成させる技術であるが,その引張亀裂の発生・進展プロセスを精緻に予測することは現状でも難しい.これは岩石自体の不均質性等に起因している.つまり,引張亀裂の発生・進展プロセスを精緻にかつ正確に記述可能な解析モデルを構築できれば,地熱エネルギーの効率的で継続的な生産に寄与する手法の検討が可能となる.そこで本申請では,偏光顕微鏡および走査型電子顕微鏡観察やX線回折分析により岩石の鉱物組成を精緻に把握し,その情報を用いて岩石が有する不均質性を(統計的に処理するのではなく)決定論的に記述できる解析モデルを構築する.また,構築される解析モデルを用いて圧裂試験の再現解析を行い,モデルの妥当性・有用性を検証する.さらに,実際の温度・地圧環境を模擬した地熱貯留層で水圧破砕をシミュレートし,地熱回収の増産効果を予測評価する.本年度は,対象花崗岩供試体のX線CT撮影,圧裂試験を実施し,基本物性,岩石の基本構造を把握を行った.圧裂試験で生成したき裂は,加温しながら透水し,X線CTで構造の変化が観察できる試験装置が完成し,まず,20度と60度で載荷除荷過程において透水試験を行い,透水量の計測を実施した.併せて,実験前後のき裂の状態をX線CTにより計測することに成功した.一方,シミュレーションでは,X線CTの情報を元にモデルを構築し,鉱物同士の界面での破断を検討できるモデルの導入を実施し,圧裂試験のシミュレーションに成功している.
The technology for the generation of tensile fracture in rock by hydraulic fracturing is difficult to predict. This is due to the heterogeneity of the rock itself. The development and progress of tensile fracture are discussed in detail. The correct description of the possible analysis and construction of the structure is possible. The production efficiency of the thermal fracture is also possible. In the present application, polarized light microscopy and scanning electron microscopy are used to detect and analyze X-ray reflection of rocks. The composition of rocks can be accurately grasped and the information can be used to describe the heterogeneity of rocks. To construct a framework for analysis of the application of pressure test and reproduction analysis of the application of pressure test and reproduction analysis of the application of validity and usefulness test. In addition, the actual temperature and pressure environment are simulated, and the water pressure of the geothermal reservoir is measured. This year, X-ray CT imaging of granite samples, fracture tests, basic physical properties and basic structure of rocks were carried out. The pressure crack test is generated, the crack is heated, the water permeability is detected, the X-ray CT structure is detected, the test device is completed, and the water permeability test is carried out during the load unloading process at 20 ° C and 60 ° C, and the water permeability measurement is carried out. The X-ray CT scan was successful in measuring the fracture state before and after the operation. On the one hand, X-ray CT information elements are constructed, and the interface between objects and objects is broken.
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Multi-physics numerical analyses for predicting the alterations in permeability and reactive transport behavior within single rock fractures depending on temperature, stress, and fluid pH conditions
多物理数值分析,用于预测单个岩石裂缝内渗透率和反应输运行为随温度、应力和流体 pH 条件的变化
- DOI:10.1016/j.sandf.2022.101207
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:Ogata Sho;Nishira Eita;Yasuhara Hideaki;Kinoshita Naoki;Inui Toru;Kishida Kiyoshi
- 通讯作者:Kishida Kiyoshi
Short- and Long-Term Observations of Fracture Permeability in Granite by Flow-Through Tests and Comparative Observation by X-Ray CT
- DOI:10.1061/(asce)gm.1943-5622.0002114
- 发表时间:2021-09
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:Chen Song;S. Nakashima;Ryunosuke Kido;H. Yasuhara;K. Kishida
- 通讯作者:Chen Song;S. Nakashima;Ryunosuke Kido;H. Yasuhara;K. Kishida
Temporal Variation in CT Values of Pore Water in Granite Fracture Subjected to Long-Term Confining Pressure and Temperature
长期围压和温度作用下花岗岩裂隙孔隙水CT值随时间变化
- DOI:10.56952/arma-2022-0418
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Nakashima S.;Isumi Y.;Song C.;Kishida K.
- 通讯作者:Kishida K.
熱-流体-力学連成モデルによる三次元地熱流体流動解析
使用热-流体-机械耦合模型进行三维地热流体流动分析
- DOI:
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Masahiro Miura;Shuichi Makita;Yoshiaki Yasuno;Takuya Iwasaki;Shinnosuke Azuma;Toshihiro Mino;Tatsuo Yamaguchi;3.前原 崇志,緒方 奨,乾 徹,安原 英明,岸田 潔
- 通讯作者:3.前原 崇志,緒方 奨,乾 徹,安原 英明,岸田 潔
X-Ray CT Imaging of Cement Grouted Rock and Its Segmentation With Machine Learning Algorithm,
水泥灌浆岩石的 X 射线 CT 成像及其机器学习算法分割,
- DOI:
- 发表时间:2021
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Tagawa;C.;Nakashima;S.;Yoshizu;Y.;Iseki;H.;Kishida;K.
- 通讯作者:K.
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