資源開発技術・岩盤工学

[2201-10-05] 流体摩擦による微小砂粒子の発生機構

○谷本 尚希¹、三ヶ田 均¹、武川 順一¹ (1. 京都大学)

司会：笹岡 孝司（九州大学）

キーワード：出砂現象、２相流、粒子法

エネルギー資源の生産現場において、出砂現象は資源生産を阻害する問題として広く認識されている。出砂現象とは，貯留層中の有効応力の増加により発生した砂粒子が孔隙を閉塞させる現象である。開発の現場において出砂のリスクを評価し対策を講じるためにはそのメカニズム解明が急務であるが，どのような貯留層の条件（地圧や孔隙形状など）でどの程度出砂が発生するかを正確に予測することは困難であるのが現状である。

　本研究では、貯留層内での微小粒子発生機構について詳細に検討するため，粒子法を用いた固体－流体シミュレーションをおこなった。具体的には，数値モデル内に微小固体粒子を堆積させ，流体の流れを駆動する圧力勾配を変化させた際の砂の巻き上げ挙動を検討した。圧力勾配の増加に伴う流体流速の増加によって，一部砂粒子の浮遊が確認された。また、浮遊が発生したときに、流化方向平均速度のわずかな低下が見られ、これにより出砂現象の発生を感知できる可能性が示唆された。