岩盤力学

[3413] The effects of fluid viscosity on hydraulic fracturing at the intersection of pre-existing fracture

^○長曽真弥¹, 三ケ田均¹, 武川順一¹ (1.京都大学大学院工学研究科)

司会:木崎彰久(秋田大学)

Keywords:水圧破砕, 個別要素法, 既存亀裂, 粘性

水圧破砕法適用の目的は，難透水性地層における透水性の向上である。これまでに，室内・フィールド実験や数値シミュレーションを用いた，水圧破砕亀裂挙動に関する様々な研究がなされている。しかし，亀裂性岩盤においては既存亀裂の影響により水圧破砕亀裂が理論通りに進展しないことが報告されている。また，破砕流体に高粘性流体を用いることで岩盤の透水性が向上したという報告もなされている。そこで，高粘性流体を用いることで既存亀裂の影響を軽減し，効果的な水圧破砕が行うことができるのではないかという仮説を立て，個別要素法を用いた数値シミュレーションによりこの仮説を検証した。既存亀裂の走向と流体の粘性を変化させてシミュレーションを行った結果，高粘性流体を用いた場合，水圧破砕亀裂が既存亀裂に捕われにくかった。また，低粘性流体を用いたとき，既存亀裂の走向と最大主応力方向がなす角が大きいときほど既存亀裂に捕われやすかった。以上の結果を総合的に解釈すると，高粘性流体を用いることで既存亀裂の影響を軽減でき，特に既存亀裂の走向と最大主応力方向がなす角が大きいときほど流体の粘性の効果を得られると推察される。