未到エネルギー研究センター

地殻環境エネルギー研究分野

  • 教授伊藤 高敏

  • 助教椋平 祐輔

  • 特任助教LIU Bailong

”Geomechanics = Geo(地球) + Mechanics(力学)”による地球温暖化ガスを削減するためのエネルギーと新技術の開発
近年,非在来型資源開発の発展と共に,Geomechanics(ジオメカニクス)の理解が,地下の破壊現象の理解や資源開発に重要であることが分かってきました。当研究分野では、ジオメカニクスを軸に,二酸化炭素地下貯留,メタンハイドレート,非在来型資源,高精度地殻応力測定,超臨界地熱開発を対象として研究を実施しています。地球環境問題とエネルギー問題の解決を目指し、地殻内に天然に存在する特殊環境(温度、圧力、閉鎖性)を高度に利用することで、調和のとれた人と自然の関係を達成することを目指した様々な研究を行っています。当研究室では,室内実験,数値シミュレーション,フィールドデータ解析などの幅広いアプローチで,地下開発に関わる様々な力学現象の包括的な理解を目指しています。

石油・メタンハイドレート開発のための未固結地層フラクチャリング

フラクチャリング法は、比較的固い地層にある坑井と貯留層の間に導通性の良い流路を確保し、石油・ガスの生産性を向上させる技術として開発されました。一方、近年の石油産業は、重質油やメタンハイドレートなど、在来型の資源に比べて浅く未固結あるいは弱く固結した地層中の資源を開発の対象としつつあります。しかし,未固結地層でのフラクチャリング挙動は未解明であり、新たな理論を構築する必要があります。本研究室では,独自に開発した実験装置を駆使し独創的な実験的研究とシミュレーションとの両面から研究を行っています。
  • (a) 未固結地層内のフラクチャリング挙動を可視化するために独自に作成した実験装置, (b) フラクチャリング実験結果, (c) フラクチャリング実験のリアルタイムCT可視化画像

コア変形法による地殻応力測定

地熱や非在来型石油・ガス資源の開発では,地下の対象地層にかかっている地殻応力が,流体資源の生産性を決定する重要なパラメータとなります。対象深部地下岩体のボーリングで回収される地下岩石片(コア)の変形を高精度に測定することで,従来は困難であった地殻応力を直接推定する手法の開発を行っています。
  • (a)特別に開発したコア変形測定装置,(b)10マイクロメーター精度で測定したコアの変形(青線)と近似曲線(ピンク)

様々な地下開発時の地震リスク低減

国外の地熱や非在来型石油・ガス資源の開発時に稀に地震が発生し地上の設備に被害を与える事例があります。エネルギー開発のリスク低減の為に,岩石実験や実データ解析を通して,地殻応力,水と地震発生の関係性の解明を目指し,研究を行なっています。
  • (a) 注水時の地震を模擬した岩石実験装置,(b) 3成分時微小地震計から求めた粒子軌跡の直線性評価結果