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高温岩体フラクタル亀裂ネットワーク内の物質と熱移動の解析

高温岩体分形裂纹网络中的传质和传热分析

基本信息

批准号：
06223204
负责人：
秋林智
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、高温岩体内に形成された人工亀裂貯留層の挙動と寿命を評価することを目標に、亀裂系における流体、エネルギー及び化学物質移動の連成現象に関する数値モデルを構築するとともに、シリカの溶解・析出による亀裂の開口幅の空間分布の時間的変化を予測し、高温岩体人工亀裂貯留層における長期熱水循環の移動現象について解明するものである。研究成果は以下のようである。本問題を単純化し、数学的に取り扱いやすくするために、以下の仮定をする。高温岩体内の人工亀裂は、数mm以下の薄い開口幅の平板状である。亀裂内には、シリカ溶液が満たされ、液体の流れは擬定常で速度水頭は無視できるほど小さく、流れはダルシーの法則に従う。また流速は厚さ方向に一様に分布する。流れによる物質及び熱の移動は非定常で、移流拡散により支配され、温度及びシリカ濃度は厚さ方向に一様に分布する。岩石マトリクス内では、浸透率と流体貯留容量は無視できるほど小さく、熱移動は非定常で伝導支配である。岩石マトリクスは非圧縮性である。亀裂と岩石マトリクス間では、熱の移動は伝導により支配され、亀裂と岩石マトリクス境界での熱抵抗は無視できる。境界面における水と岩石の相互作用によるシリカの溶解と析出は、温度のみの関数である。また、岩石はシリカ(石英)でのみ構成されるものとする。上記の仮定の基に、亀裂内の流動方程式、熱移動方程式、物質移動方程式、岩石マトリクス内の熱移動方程式を表し、差分法により解いた。限られた条件の下での計算結果ではあるが、次のことが明らかにされた。(1)シリカの溶解に伴う亀裂開口幅は、還元点近傍の流速の速い領域よりも、その外側の流速の遅い領域で顕著に増大する。(2)シリカの溶解に伴う亀裂開口幅の増大による亀裂浸透性への影響は極めて小さい。(3)亀裂内の局所的シリカ溶解量は少ないが、その量が全て生産点へ集中することになるので、生産点でのシリカ累計産出量は無視できないほど多くなり、生産井内及び地上配管内でのシリカの析出による閉塞の障害が懸念される。

This study is aimed at predicting the variation in the spatial distribution of crack aperture amplitude and the number of parameters associated with the fluid, crack formation, dissolution and precipitation of artificial crack reservoirs formed in high temperature rock masses. The phenomenon of long-term hot water circulation in artificially fractured reservoir of high temperature rock mass is explained. The research results are as follows. The problem is simple, mathematical and simple. Artificial crack in high temperature rock mass, thin plate with opening width below several mm In the case of crack, the liquid flow rate is constant, the head is constant, and the flow rate is constant. The velocity is distributed in the opposite direction. The movement of matter and heat in the flow is unsteady, the flow dispersion is controlled, and the temperature and concentration of the fluid are distributed in the same direction. Rock permeability, fluid storage capacity, heat transfer, unsteady conduction The rock is not compressed. Rock cracking, rock cracking. The interaction between water and rock in the boundary surface is characterized by dissolution, precipitation, temperature and temperature. The rock and the quartz are composed of two parts. The equations of flow, heat transfer, mass transfer, heat transfer in rock mass are given in the paper. The result of calculation under the condition of limit is: (1)The velocity field near the recovery point and the velocity field outside the recovery point increase with the increase of the dissolution opening amplitude. (2)The influence of dissolution on crack permeability is extremely small. (3)The amount of dissolved oil in the production wells is small, the amount of dissolved oil is concentrated at all production points, the accumulated production amount of dissolved oil in the production wells is large, and the precipitation of dissolved oil in the production wells and above ground pipes is difficult.