Recent trend and advancement in mining and rock engineering

[2301-06-01] Numerical study on unstable fault slip caused by continuous fluid injection

○Takatoshi Ito¹, Keisuke Yokoyama¹ (1. Tohoku University)

Chairman: Yoshitaka Nara (Kyoto University)

Keywords:Fracturing, Induced seismicity, Fault, Shear slip, Numerical simulation

坑井を通して地下岩体に注水し，フラクチャーを人工的に作成する技術，すなわち，フラクチャリングは，地熱・石油・天然ガス等の地下エネルギー開発に不可欠のものとなっている．しかし，近年の施工数急増と共にフラクチャリングを行った地点周囲で有感地震が起こる例が散見されるようになったことから，その原因としてフラクチャリングが問題視されている．このため，フラクチャリングと有感地震の相関性が調べられてきているが，基本となるべき岩石力学的なアプローチは少ない．例えば，注水という連続的な載荷では破壊領域の拡大も連続的であるべきはずなのに，有感地震につながるような規模の大きなすべりがなぜ動的に起こるのかも良くわかっていない．この現状を踏まえて本研究では，断層の開口とせん断すべりを定量評価できるシミュレータを開発し，せん断すべりに及ぼす様々な因子の影響を調べている．その結果，注水によって断層すべり領域が広がると，その領域先端にせん断応力が局所的に大きくなる領域が発生することが明らかとなった．摩擦強度がすべり速度で低下する岩石であれば，そのようなせん断応力の増大がすべりを加速し，動的なすべりとなる可能性が高い．