[S-TT42] 光ファイバーセンシング技術と分析による地球科学の発展

[STT42-P05] 光ハイブリッド方式海底ケーブルシステムの有効性検討のためのシミュレーション

*栗原 友和¹、黒田 徹¹、幾井 賢¹、浅井 康広²、堀内 茂木³、前田 卓哉¹、山手 勉¹、吉田 稔¹ (1.白山工業株式会社、2.東京パワーテクノロジー株式会社、3.株式会社ホームサイスモメータ)

キーワード：CCS、DAS、光ハイブリッドシステム

ここで、光ハイブリッド方式とは、光干渉法3成分加速度計とDAS(Distributed Acoustic Sensing：光ファイバーケーブルをセンサーとする分布型音響センサー)を組み合わせたシステムとして定義する。この方式のシステムは、センサー部に電子部品を用いていないことから、温度などへの耐環境性が高く、また信頼性の高い観測システムを構築できる。さらに、OBS(Ocean Bottom Seismometer)やOBN(Ocean Bottom Node)と比べ、リアルタイムでデータが提供される特徴を有している。
CCS（Carbon Capture Storage）では、CO2が安定して貯留されていることを保証するため、定期的継続的なモニタリング、すなわちCO2プルームの発達状態や漏洩の有無を把握することや、リアルタイムでの微小地震観測による誘発地震のリスク診断などが要求されると予想される。
光ハイブリッド方式によるモニタリングは、リアルタイムで高密度なデータを取得することができ、CCSモニタリングでの要求事項を満たすよう設計が可能と考えられる。地下構造モニタリングの主流である高コストな3次元地震探査の回数も削減できる可能性があり、モニタリングコストの削減へつながるものと予想される。
本発表では、光ハイブリッド方式海底ケーブルの有用性を示すために、微小振動の検知能力と振源位置決定精度のシミュレーションを行った結果を示す。本システムで検知可能な微小振動のマグニチュードのついては、DASの想定振幅を考慮した上で、渡辺(1971)の式及び井出(2002)による補正式を用いて行い、振源位置決定精度のシミュレーションについては、まず、防災科学技術研究所より公開されている弾性波シミュレーションソフトであるGMSにおいて、振源位置、受振点配置を複数パターン設定してシミュレーションを実行し、出力された波形データに対してDASの性質を反映させたシミュレーション波形データを作成した。続いて、この波形データを用いて振源決定を行い、その精度について、DASの有無の違いによる評価を行った。
本研究は、日本財団-DeepStar連携技術開発助成プログラムからの助成金(事業名：光ハイブリッド型海底ケーブルによる海底常設型CCS貯留層モニタリングシステムの開発)を受けて実施されました。深く感謝申し上げます。