水圧刺激・水圧破砕技術の最新動向（1）

[3306-08-03] 差応力とシェールの強度異方性を考慮した地下浅層における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:陳 友晴(京都大学)

キーワード：水圧破砕、数値シミュレーション、強度異方性度、差応力、地下浅層

水圧破砕技術の発展に伴い非在来型の炭化水素資源産出量が大幅に増加している。この発展を支えてきた要素技術の一つが数値実験による水圧破砕亀裂の進展シミュレーションであり、近年、多くの研究者により盛んに研究が行なわれている。非在来型炭化水素資源の一つにシェールガスがあるが、シェールには強度異方性が存在し、その向きや応力状態によって割れ方や強度が大きく異なるという特徴を持つ。地下浅層で水圧破砕を行う場合、生産性の最大化だけでなく環境被害の最小化のためにも水圧破砕亀裂進展挙動予測が求められており、数値シミュレーションによる予測精度の向上は重要な課題であるが、強度異方性まで考慮した水圧破砕シミュレーションはまだあまり行なわれていないのが現状である。そこで本研究では、個別要素法を用いた二次元水圧破砕シミュレーションを行い、シェールの強度異方性度と差応力の双方を考慮した亀裂進展挙動予測を試みた。その結果、亀裂進展方向は差応力が小さいほど、そして強度異方性度が大きいほど、弱面による影響を受けるということが明らかになった。