デジタル岩石で探る岩石の比抵抗を支配する特徴的空隙構造

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本研究は、既存のモデルが仮定する岩石中の空隙構造とそれから算出される比抵抗の確からしさについて、デジタル岩石物理学を用いて評価することを目標としている。対象とする岩石は多孔質な岩石である。2022年度は、代表的な多孔質岩石であるフォンテーヌブロー砂岩のX線CT画像データを用いて、空隙率8%から25%のデジタル化された岩石モデルを作成した。そしてそれらモデルに対し有限要素法による数値計算を実施し、モデルの境界に静電位を与えたときに生じる空隙構造中の電流分布を計算した。そこから、岩石全体の比抵抗を算出し、デジタル化された岩石モデルの空隙率と比抵抗の関係を調べた。さらに、空隙構造中の電流分布から、電流経路の屈曲度についても算出し、デジタル化された岩石モデルの空隙率とそこに流れる電球経路の屈曲度の関係も調べた。その結果、空隙率の減少に伴う比抵抗の増加とそれに伴う電流経路の屈曲度の増加を確認することができ、電流経路の屈曲度は岩石の電気特性を説明する重要な因子のひとつとなり得ることを示した。