資源開発技術

[1710] Distinct element analysis for hydraulic fracturing considering fracture toughness

^○渡邊創¹, 清水浩之¹, 伊藤高敏¹, 手塚和彦², 玉川哲也² (1.東北大学, 2.石油資源開発株式会社)

司会:麻植久史(京都大学)

Keywords:水圧破砕法, 個別要素法, 破壊じん性値, Brittleness

非在来型資源のひとつであるシェールガスの生産においてフラクチャリングは必要不可欠な技術である。フラクチャリングにおいて、岩石の力学物性を表す指標であるBrittlenessがき裂伸展に大きな影響を与える事が経験的に知られている。しかし、岩石のヤング率とポアソン比から与えられるBrittlenessが、フラクチャーの伸展挙動に影響を与えるメカニズムは十分明らかになっていない。そこで、個別要素法によるフラクチャリングのシミュレーションにおいて、破壊じん性値を算出する手法を新たに導入し、岩石の力学物性がフラクチャーの伸展に影響を与えるメカニズムを定量的に評価する事を試みた。個別要素法解析において、破壊じん性値は岩石モデルに与えられる全エネルギーの収支から計算する。本研究ではまず、単純な力学試験のシミュレーションを行い、計算される破壊じん性値を実験値と比較することから個別要素法解析における破壊じん性値の妥当性を確認した。さらに、Brittlenessの異なる岩石モデルを用いてフラクチャリングシミュレーションを行い、フラクチャー伸展過程における破壊じん性値を評価することに成功した。