自然対流型地熱系の形成と地熱開発とで必要とされる異なったスケールの断裂系評価

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自然対流型地熱資源の可採量評価に欠かせない断裂系の定量評価を目的として、自然対流系の形成に寄与するき裂と地熱開発に必要とされるき裂という異なったスケールの断裂系を取り上げ、いくつかの視点からそれらの評価をおこなった。本研究の内容と得られた成果は以下のようである。蛍光浸透法により岩石端面で観察されるき裂トレースを画像データとして取り込み、画像処理を施した後、その幾何要素を統計確率的に抽出・評価した。その結果から岩石内のクランクの3次元分布特性(密度、方位、長さ、開口幅)を評価し、それから岩石の透水テンソルを求めた。本研究では、き裂分布特性評価と同時に岩石コアを用いた透水試験も実施し、その透水異方性を明らかにした。最終的に、求められた透水テンソルと透水試験結果との間には強い相関がみられた。ある地熱地域において坑井掘削時に得られた逸泥データを地球統計学的に処理した。その結果、人間の生産活動的時間でみた貯留層の透水特性は、その分布に層状の片寄りのあることがわかった。したがって、地熱開発において熱水・蒸気のフィードポイントに坑井を到達させるためには、貯留層内のき裂密度の層状アノマリーに注意が必要である。ある地熱地域の熱水系評価に有限要素法による2次元数値シミュレーションを実施した。現在の熱水系の状態を定常状態と仮定して、き裂性媒体である貯留層を等価多孔質体とみなし、その透水性としてボーリングコアの観察結果から低い浸透率を与えた。また、飽和岩石の熱物性値は、岩種と温度依存性を考慮して与えている。その結果として得られた温度分布は、実際に現地でおこなわれた温度検層の結果と良い一致を示した。