多変量連成モデルと地熱貯留層の特性評価

従来の地熱貯留層評価モデルでは単一の評価パラメータに依存しており、地熱抽出性能の正確かつ効果的な評価を妨げている。また、冷水注入による機械的変形は、流体挙動と地熱エネルギー回収の両方に大きな影響を与える。本研究では、熱・水理・力学(THM)連成単一亀裂モデルを、有限要素法フレームワークを用いて開発した。このモデルは、地熱抽出効率と貯留層岩石の変形を多パラメータで評価できる。シミュレーション結果によると、貯留層温度は注入井から生産井にかけて徐々に低下し、約200日間の初期安定生産期間の後、出口温度は徐々に低下する。注入井と生産井の間の優先的な「最速流路」の存在は、安定生産期を維持する上で重要な役割を果たし、舌状等温線パターンの発達は、抽出後期の出口温度低下の主な要因である。さらに、熱誘起岩石変形は、貯留層の浸透率と上部鉛直変位への影響を通じて、地熱抽出効率をさらに変化させる。本研究は、特定の地質貯留層における地熱開発のための信頼性の高い基本的なデータを提供する。