岩盤力学

[3411-17-02] 頁岩の強度異方性を考慮した水圧破砕シミュレーション

^○大谷 颯¹、三ヶ田 均¹、武川 順一¹ (1. 京都大学)

司会: 藤井義明（北海道大学）

キーワード：水圧破砕、強度異方性、頁岩、個別要素法

水圧破砕法は坑井に流体を高圧で注入することで石油や天然ガスの存在する貯留岩を人工的に破壊し，生成した亀裂により坑井付近の浸透率を向上させるものであり、炭化水素資源の増進回収や高温岩体発電などに広く用いられている。貯留岩である頁岩は強度に関する異方性を有することが知られており、各種力学試験において破断の方向が載荷軸と異方性軸のなす角度により変化することも確認されている。また、水圧破砕においては最大主応力方向に亀裂が伸展するとされているものの、強度異方性を有する貯留岩においては亀裂伸展方向が強度異方性の影響を受けることが考えられる。そこで、本研究では，岩石の強度異方性軸と最大主応力方向が異なる場合の水圧破砕亀裂進展挙動について，個別要素法を用いた数値実験により検証した。その結果，亀裂の進展挙動は異方性軸と最大主応力方向とのなす角度の影響を受けることが示された。