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エレクトロサイスミック現象を用いた地下探査法の基礎的研究

利用电震现象进行地下勘探方法的基础研究

基本信息

批准号：
11875223
负责人：
牛島恵輔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

エレクトロサイスミック(ES:Electro-Seismic)現象は、地震波によって大地に誘起される電磁気応答の現象であり、古くから種々の分野で研究されている。特に近年では、大規模な地震発生の前兆現象として、極めて大きな流動電位(SP;Streaming Potential)が発生する事例が沢山確かめられており、ギリシャのVAN法としても有名である。一般に、将来的地熱発電として世界中で注目されている高温岩体発電(HDR;Hot Dry Rock Geothermal Power Generation)のためには、高温で乾燥した岩体中に水圧破砕(Hydraulic fracturing)によって地下深部に多数の亀裂面を人為的に造成した後、蒸気抽出のための生産井をこれらの亀裂面に的中するように掘削する必要がある。著者らは、このような地下亀裂面の造成および進展に伴って発生するES現象を観測するために、現在では流体流動電位法(FFT;Fluid Flow Tomography)と呼ばれている(空間、時間)の4次元探査法を研究開発し、このシステムを電力中央研究所の雄勝地区のHDR計画へ適用してみた。その結果、水圧破砕実験時に発生する微小地震(AE;Acoustic Emission)の信号よりもはるかに速くES信号が発生し、地表面からの観測で十分検出できることを確認した。したがって、本研究では、高価な弾性波探査装置に代わる手法として、まず弾性波発生時のES信号をパソコンを用いて高精度に検出できるES観測システムを試作した。次いで、このES信号の計測システムを用いたフィールド実験によって、電磁波の波動現象を利用して、実際に地下構造を推定できることを確かめた。さらに、従来の地震探査装置を利用して比較実験を行った。その結果、ES現象は地震波動(P波)よりもはるかに速く伝播し、電気地震探査装置は実際に地下浅部の高精度探査へ適用できることを検証した。

The phenomenon of electromagnetic radiation induced by earthquake waves is studied in this paper. In particular, in recent years, the precursor phenomenon of large scale earthquake occurrence has occurred. In general, the future Geothermal Power Generation in the world has attracted worldwide attention. In the Hot and Dry Rock mass, Hydraulic fracturing is necessary to excavate the most fractured surfaces in the deep underground after man-made, steam extraction and production wells. The Fluid Flow tomography (FFT) and four-dimensional (spatial and temporal) exploration method were developed and applied to the HDR project of the Central Research Institute of Electric Power. As a result, small earthquakes (AE;Acoustic Emission) are generated when water pressure is broken, and ES signals are generated when water pressure is broken, and the AE signals are detected when water pressure is broken. In this study, we try to develop a new method for detecting ES signals with high accuracy when they are generated. The measurement of ES signals is based on the estimation of underground structures by using the ratio phenomenon of electromagnetic waves The use of seismic exploration equipment in recent years has been compared with that in recent years. The results show that the ES phenomenon is applicable to seismic ratio (P wave), velocity and electric seismic exploration equipment, and high-precision exploration in shallow underground.