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メタンハイドレート長期生産時における海底貯留層変形の数値解析

甲烷水合物长期开采过程中海底储层变形的数值分析

基本信息

批准号：
15F15368
负责人：
兵動正幸
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-11-09 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

メタンハイドレートは、種々の粒度分布を持つ地盤の中に存在しており、メタンハイドレートによる固結力がそれらの土に及ぼす影響を知ることと、生産時の分解により、どのように固結力が消失していくのかを知ることは重要なことである。本研究では、まず、種々の細粒分を有する砂にメタンハイドレートを生成させ、三軸圧縮試験を行なった。その結果、細粒分含有率の高いホスト砂程、メタンハイドレートによる固結力が高くなるという知見が得られた。また、自然のホスト砂以外にガラスビーズを用いた実験も行った。その結果、表面の滑らかなガラスビーズに対する固結力は、ひずみの増加に伴い急速に消失することが明らかとなった。これらの実験結果を用いて、簡易な構成モデルを作成した。このモデルは、メタンハイドレート胚胎砂のせん断強度やせん断剛性、ダイレイタンシー特性におよぼすホスト砂の細粒分含有率の影響を拘束圧の違いにより表すことが可能なものとなった。さらに、円筒模型実験装置を用いてガスハイドレート生産実験を行った。豊浦砂をホスト砂とした場合、試料作成から、ハイドレート生成、減圧法によるハイドレート分解実験終了まで、４週間程度で実験を行うことが出来るようになった。ホスト砂として、南海トラフのメタンハイドレート貯留層を模擬して細粒分を含む砂を準備し、その中にハイドレートを生成し、装置中央の坑井より減圧を行うことによってハイドレートの分解実験を行った。坑井から放射状に間隙水圧計と熱電対を設置したが、細粒分を有する試料では、坑井からの距離が長いほどハイドレートの分解に至るまでの時間遅れが認められ、最終的に坑井から全てのガスを回収できない結果となった。坑井近傍の砂の粒径を大きくして透水係数を上げたところ、ハイドレートの分解を促進することができ、また最終的により多くのガスの回収が可能となった。

The particle size distribution of different species is important for the existence of consolidation forces in the soil and their influence on production. In this study, the three axis compression test was carried out on the basis of the three axis compression test. As a result, the content of fine particles is high, and the consolidation force is high. In addition to the natural environment, the As a result, the consolidation force of the surface increases rapidly. The results of this study are useful and simple to construct. The influence of the fracture strength, fracture rigidity, fracture characteristics and fine particle content of the embryonic sand on the stress and the possible fracture of the embryonic sand is discussed. The model is used in the production process. In the case of sand production, sample preparation, production, pressure reduction method, decomposition, and completion of the process within 4 weeks. For example, if the sand layer is formed, the fine sand layer is prepared, and the medium sand layer is generated, the pressure reduction in the center of the device is performed. The distance between the well and the radial gap water pressure meter and the thermoelectric pair is determined by the time of separation. The particle size of sand near the well is large, and the water permeability coefficient is high. The decomposition of sand is promoted. The final recovery of sand is possible.