(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地熱掘削坑井の比抵抗検層を行い、これにより坑井の深さ方向の多数の測定位置でのＬＮ値およびＳＮ値を取得し、
この多数のＬＮ値およびＳＮ値をグラフ上にプロットしてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、このＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引くとともに、この直線が縦軸（ＬＮ値（Ω−ｍ））と交わる点のＬＮ値をＢ値として求め、
地層比抵抗値Ｒｔを、Ｂ値とＳＮ値とを用いた関係式［ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値］に基づいて算出し、さらにＳＮ値と泥水ろ過水比抵抗値から地層係数を算出し、
この地層係数からアーチ経験則に基づいて孔隙率を算出することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【請求項２】
地熱掘削坑井の比抵抗検層を行い、これにより坑井の深さ方向の多数の測定位置でのＬＮ値およびＳＮ値を取得し、
この多数のＬＮ値およびＳＮ値をグラフ上にプロットしてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、このＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引くとともに、この直線が縦軸（ＬＮ値（Ω−ｍ））と交わる点のＬＮ値をＢ値として求め、
地層比抵抗値Ｒｔを、Ｂ値とＳＮ値とを用いた関係式［ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値］に基づいて算出し、
この地層比抵抗値とＬＮ値とＳＮ値とから泥水ろ過水侵入率を算出することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【請求項３】
地熱掘削坑井の比抵抗検層を行い、これにより坑井の深さ方向の多数の測定位置でのＬＮ値およびＳＮ値を取得し、
この多数のＬＮ値およびＳＮ値をグラフ上にプロットしてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、このＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引くとともに、この直線が縦軸（ＬＮ値（Ω−ｍ））と交わる点のＬＮ値をＢ値として求め、
地層比抵抗値Ｒｔを、Ｂ値とＳＮ値とを用いた関係式［ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値］に基づいて算出し、さらにこの地層比抵抗値から地層係数を算出し、
この地層係数と地層比抵抗値とから地層水比抵抗値を算出することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【請求項４】
地熱掘削坑井の比抵抗検層を行い、これにより坑井の深さ方向の多数の測定位置でのＬＮ値およびＳＮ値を取得し、
この多数のＬＮ値およびＳＮ値をグラフ上にプロットしてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、このＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引くとともに、この直線が縦軸（ＬＮ値（Ω−ｍ））と交わる点のＬＮ値をＢ値として求め、
地層比抵抗値Ｒｔを、Ｂ値とＳＮ値とを用いた関係式［ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値］に基づいて算出し、さらにこの地層比抵抗値から地層係数を算出し、
この地層係数と地層比抵抗値とから地層水比抵抗値を算出し、
この地層水比抵抗値と温度検層にて計測された地層温度とから地層水塩分濃度を算出することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の推定方法において、取得されたＬＮ値およびＳＮ値に対して、比抵抗値と温度との経験則によって検層時の測定温度を標準温度に標準化する補正を加え、
ＬＮ（１）値＝ＬＮ値×（２１．５＋Ｔ１）／（２１．５＋Ｔ２）
ＳＮ（１）値＝ＳＮ値×（２１．５＋Ｔ１）／（２１．５＋Ｔ２）
（ただし、Ｔ１は検層時の抗井温度、Ｔ２は標準温度である）
とし、このＬＮ（１）値およびＳＮ（１）値を用いてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の推定方法において、ＬＮ（１）値に対して、岩石固有の比抵抗値Ｒｃを排除する補正をするために、関係式［１／ＬＮ（２）値＝１／ＬＮ（１）値−１／Ｒｃ］を用いてＬＮ（２）値を算出し、
ＳＮ（１）値に対して、岩石固有の比抵抗値Ｒｃおよび冷却摂理による比抵抗値Ｒｊを排除する補正をするために、関係式［１／ＳＮ（２）値＝１／ＳＮ（１）値−１／Ｒｃ−１／Ｒｊ］を用いてＳＮ（２）値を算出するとともに、
このＬＮ（２）値およびＳＮ（２）値を用いてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の推定方法において、検層が坑井の深さ方向に複数回にわたって実施された場合、複数の検層間の測定温度の相異に基づく偏差を補正する補正をＬＮ（２）値およびＳＮ（２）値に対して行って、ＬＮ（３）値およびＳＮ（３）値とし、この値を用いてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【請求項８】
請求項７に記載の推定方法において、ＬＮ（３）値およびＳＮ（３）値に対して、泥水ろ過水比抵抗を標準抵抗に標準化し、さらに検層間の泥水ろ過水比抵抗の差異に基づく偏差を補正する補正を加えて、ＬＮｒｅｖ値およびＳＮｒｅｖ値とし、この値を用いてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【請求項９】
請求項１記載の方法で推定された孔隙率を縦軸に、請求項２記載の方法で推定された泥水ろ過水浸透率を横軸にプロットして、プロット点の集合が２つに区分された場合、孔隙率が高く、かつ泥水ろ過水浸透率が低い領域にあるプロット点の集合を粘土鉱物が満たされた部位と見なして、これより地層中の粘土鉱物分の比体積を推定することを特徴とする地層パラメーターの推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地熱掘削抗井の比抵抗検層を行い、地熱資源の探査に有用な情報となる地層の孔隙率、泥水ろ過水侵入率、地層水比抵抗値、地層水塩分濃度などの情報を得て、地層パラメーターを推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地熱資源開発に際しては、原油、天然ガスなどの地下資源開発と同様に、試験用の抗井を掘削し、ボーリング調査や種々の物理検層が行われており、電気検層の１種である比抵抗検層も行われている。
しかし、従来は比抵抗検層で取得した測定データを十分に解析、活用されてはいなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１９８７８４号公報
【特許文献２】特開昭５８−２６８８号公報
【特許文献３】特開２０００−１２１６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
よって、本発明における課題は、比抵抗検層で取得した測定データを解析し、地熱資源開発に有用な地層の孔隙率、泥水ろ過水侵入率、地層水比抵抗値、地層水塩分濃度などの地熱資源探査に有用な情報を得ることができ、地層のパラメーター、地熱資源の分布、性状を推定できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、地熱掘削坑井の比抵抗検層を行い、これにより坑井の深さ方向の多数の測定位置でのＬＮ値およびＳＮ値を取得し、
この多数のＬＮ値およびＳＮ値をグラフ上にプロットしてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、このＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引くとともに、この直線が縦軸（ＬＮ値（Ω−ｍ））と交わる点のＬＮ値をＢ値として求め、
地層比抵抗値Ｒｔを、Ｂ値とＳＮ値とを用いた関係式［ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値］に基づいて算出し、さらにＳＮ値と泥水ろ過水比抵抗値から地層係数を算出し、
この地層係数からアーチ経験則に基づいて孔隙率を算出することを特徴とする地層構造のパラメーター方法である。
【０００６】
請求項２にかかる発明は、地熱掘削坑井の比抵抗検層を行い、これにより坑井の深さ方向の多数の測定位置でのＬＮ値およびＳＮ値を取得し、
この多数のＬＮ値およびＳＮ値をグラフ上にプロットしてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、このＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引くとともに、この直線が縦軸（ＬＮ値（Ω−ｍ））と交わる点のＬＮ値をＢ値として求め、
地層比抵抗値Ｒｔを、Ｂ値とＳＮ値とを用いた関係式［ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値］に基づいて算出し、
この地層比抵抗値とＬＮ値とＳＮ値とから泥水ろ過水侵入率を算出することを特徴とする地層パラメーターの推定方法である。
【０００７】
請求項３にかかる発明は、地熱掘削坑井の比抵抗検層を行い、これにより坑井の深さ方向の多数の測定位置でのＬＮ値およびＳＮ値を取得し、
この多数のＬＮ値およびＳＮ値をグラフ上にプロットしてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、このＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引くとともに、この直線が縦軸（ＬＮ値（Ω−ｍ））と交わる点のＬＮ値をＢ値として求め、
地層比抵抗値Ｒｔを、Ｂ値とＳＮ値とを用いた関係式［ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値］に基づいて算出し、
この地層係数と地層比抵抗値とから地層水比抵抗値を算出することを特徴とする地層パラメーターの推定方法である。
【０００８】
請求項４にかかる発明は、地熱掘削坑井の比抵抗検層を行い、これにより坑井の深さ方向の多数の測定位置でのＬＮ値およびＳＮ値を取得し、
この多数のＬＮ値およびＳＮ値をグラフ上にプロットしてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、このＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引くとともに、この直線が縦軸（ＬＮ値（Ω−ｍ））と交わる点のＬＮ値をＢ値として求め、
地層比抵抗値Ｒｔを、Ｂ値とＳＮ値とを用いた関係式［ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値］に基づいて算出し、さらにこの地層比抵抗値から地層係数を算出し、
この地層係数と地層比抵抗値とから地層水比抵抗値を算出し、
この地層水比抵抗値と温度検層にて計測された地層温度とから地層水塩分濃度を算出することを特徴とする地層パラメーターの推定方法である。
【０００９】
請求項５にかかる発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の推定方法において、取得されたＬＮ値およびＳＮ値に対して、比抵抗値と温度との経験則によって検層時の測定温度を標準温度に標準化する補正を加え、
ＬＮ（１）値＝ＬＮ値×（２１．５＋Ｔ１）／（２１．５＋Ｔ２）
ＳＮ（１）値＝ＳＮ値×（２１．５＋Ｔ１）／（２１．５＋Ｔ２）
（ただし、Ｔ１は検層時の抗井温度、Ｔ２は標準温度である）
とし、このＬＮ（１）値およびＳＮ（１）値を用いてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成することを特徴とする地層パラメーターの推定方法である。
請求項６にかかる発明は、請求項５に記載の推定方法において、ＬＮ（１）値に対して、岩石固有の比抵抗値Ｒｃを排除する補正をするために、関係式［１／ＬＮ（２）値＝１／ＬＮ（１）値−１／Ｒｃ］を用いてＬＮ（２）値を算出し、
ＳＮ（１）値に対して、岩石固有の比抵抗値Ｒｃおよび冷却摂理による比抵抗値Ｒｊを排除する補正をするために、関係式［１／ＳＮ（２）値＝１／ＳＮ（１）値−１／Ｒｃ−１／Ｒｊ］を用いてＳＮ（２）値を算出するとともに、
このＬＮ（２）値およびＳＮ（２）値を用いてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成することを特徴とする地層パラメーターの推定方法である。
【００１０】
請求項７にかかる発明は、請求項６に記載の推定方法において、検層が抗井の深さ方向に複数回にわたって実施された場合、複数の検層間の測定温度の相異に基づく偏差を補正する補正をＬＮ（２）値およびＳＮ（２）値に対して行って、ＬＮ（３）値およびＳＮ（３）値とし、この値を用いてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成することを特徴とする地層パラメーターの推定方法である。
請求項８にかかる発明は、請求項７に記載の推定方法において、ＬＮ（３）値およびＳＮ（３）値に対して、泥水ろ過水比抵抗を標準抵抗に標準化し、さらに検層間の泥水ろ過水比抵抗の差異に基づく偏差を補正する補正を加えて、ＬＮｒｅｖ値およびＳＮｒｅｖ値とし、この値を用いてＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成することを特徴とする地層パラメーターの推定方法である。
請求項９にかかる発明は、請求項１記載の方法で推定された孔隙率を縦軸に、請求項２記載の方法で推定された泥水ろ過水浸透率を横軸にプロットして、プロット点の集合が２つに区分された場合、孔隙率が高く、かつ泥水ろ過水浸透率が低い領域にあるプロット点の集合を粘土鉱物が満たされた部位と見なして、これより地層中の粘土鉱物分の比体積を推定することを特徴とする地層パラメーターの推定方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、比抵抗検層により得られたＬＮ値およびＳＮ値、抗井温度、泥水比抵抗値などのデータを用いることにより、地熱資源開発に有用な地層の孔隙率、泥水ろ過水侵入率、地層水比抵抗値、地層水塩分濃度などの地熱資源探査に有用な情報を得ることができる。
なお、本発明の推定方法は、温泉資源の探査に際しても応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ＬＮ−ＳＮクロスプロットの一例を示すグラフである。
【図２】ＬＮ値およびＳＮ値と抗井深度との関係を示すグラフである。
【図３】地層比抵抗値Ｒｔと抗井深度との関係を示すグラフである。
【図４】地層係数Ｆと抗井深度との関係を示すグラフである。
【図５】孔隙率φと抗井深度との関係を示すグラフである。
【図６】泥水ろ過水透過率Ｘと抗井深度との関係を示すグラフである。
【図７】地層水比抵抗値Ｒｗと抗井深度との関係を示すグラフである。
【図８】ＬＮ−ＳＮクロスプロットの他の例を示すグラフである。
【図９】ＬＮ値およびＳＮ値と抗井深度との関係を示すグラフである。
【図１０】ＬＮ（１）値およびＳＮ（１）値と抗井深度との関係を示すグラフである。
【図１１】ＬＮ（２）値およびＳＮ（２）値と抗井深度との関係を示すグラフである。
【図１２】ＬＮ（３）値およびＳＮ（３）値と抗井深度との関係を示すグラフである。
【図１３】ＬＮｒｅｖ値およびＳＮｒｅｖ値と抗井深度との関係を示すグラフである。
【図１４】泥水ろ過水浸透率と孔隙率とをプロットしたグラフである。
【図１５】地層中の粘土鉱物の比体積の一例を示すグラフである
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の推定方法では、次のデータを出発データとする。
１）比抵抗検層によって測定されたＳＮ値とＬＮ値。
２）温度検層による抗井温度。
３）使用する泥水の比抵抗値。
４）アーチ経験則での固結係数ｍおよび迂回係数ａ。
【００１４】
比抵抗検層は、掘削坑井の地表電極と孔内電極との間で、孔壁を構成する地層の比抵抗を測定する方法であって、二電極法のノルマル方式が標準的に採用されている。
坑井の掘削は、ベントナイト泥水、粘土材泥水などの泥水を用い、孔壁保護を行いつつなされ、掘削された坑井内にはこれら泥水が満たされた状態となっており、この状態でゾンデを抗井内に挿入して検層が行われる。
ノルマル方式の電極配置は、孔内を降下するゾンデに取り付けられた一組の電流電極Ａ、電位電極Ｍと、地表に設置した一組の電流電極Ｂ、電位電極Ｎとからなる。測定は、電流電極Ａ−Ｂ間に電流Ｉを流し、電位電極Ｍ、Ｎ間に生じる電位差Ｖを、ゾンデを降下させつつ連続的に測定し、以下の式により電流電極Ａと電位電極Ｍとの間隔ａを半径とする地層の見掛けの比抵抗Ｒａを求める。
Ｒａ＝４πａＶ／Ｉ
地熱資源開発における比抵抗検層においては、電流電極Ａと電位電極Ｍとの間隔ａが２５ｃｍである場合をショートノルマル（ＳＮ）と言い、間隔ａが１００ｃｍである場合をロングノルマル（ＬＮ）と言いわれている。
【００１５】
本発明では、ショートノルマルの電極配置によって測定された比抵抗値をＳＮ値とし、ロングノルマルの電極配置によって測定された比抵抗値をＬＮ値と呼ぶことにする。ＳＮ値は抗井の孔壁に近い領域の地層の比抵抗を示し、ＬＮ値は孔壁から離れた領域の地層の比抵抗を示すものとなる。
検層は抗井の掘削作業に連動する形で行われ、１回の掘削により深さ約５００ｍの抗井が形成されたならば、その深さ約５００ｍの抗井に対して１回の検層が行われ、１本の抗井の全体の深さが１５００ｍ程度であれば、３回の掘削と検層とがその実施時期をずらして行われる。
１回の検層では、例えば、その抗井の深さ方向に測定間隔１０ｃｍで比抵抗測定を行い、１回の検層により５０００個程度のＳＮ値とＬＮ値とが組となったデータを取得する。
なお、比抵抗検層についは、例えば山口久之介（１９６２）「さく泉の電気検層法」昭晃堂、１〜２３頁、山本  荘毅（１９８３）「地下水調査法」古今書院、１１９〜１２２頁などに詳しく記載されている。
【００１６】
温度検層は、測温センサーを取り付けたゾンデを孔内に降下させ、細かい測定では比抵抗検層と同様に１０ｃｍ間隔で測温して抗井温度を各深さでの温度を取得する。抗井温度は実際にはそこに存在する泥水の温度でもある。
泥水の比抵抗は、試験用抗井を掘削する際に使用するベントナイト泥水などの泥水自体の比抵抗値であって、これは使用する泥水の種類などを変えない限り、一定の値となる。
アーチ経験則とは、石油探査の分野で用いられ、主に堆積岩にあてはまる孔隙率φと地層比抵抗Ｒｔとの関係であって、以下の式で示される。
Ｆ＝Ｒｔ／Ｒｗ＝ａφ−ｍ               ・・・（１）
ここで、Ｆは地層係数、Ｒｗは孔隙水の比抵抗、ａは迂回係数でａ＝１とされ、ｍは固結係数と言われ、ｍ＝１または２とされる。
【００１７】
次に、上述の出発データを用いて、地層の孔隙率、泥水ろ過水浸透率、地層水比抵抗値、地層水塩分濃度（以下、これらのパラメーターを出力パラメーターと呼ぶことがある）を推定する方法について説明する。
初めにこの推定方法の基本フローについて説明するが、以下の説明では深さ１１００ｍから１６００ｍまでの１回の掘削に伴って行った１回の比抵抗検層で得られたデータを用いる例を示す。
【００１８】
まず、比抵抗検層によって得られた約５０００個のＳＮ値およびＬＮ値を用いて、ＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成する。
ＬＮ−ＳＮクロスプロットとは、図１に示すような横軸（対数目盛）にＳＮ値（Ω−ｍ）を、縦軸（対数目盛）にＬＮ値（Ω−ｍ）を取って、すべての測定位置でのＬＮ値−ＳＮ値をプロットしたものである。１つの測定位置で１つのＬＮ値と１つのＳＮ値とが１組となって計測されるので、グラフ上には約５０００個のドットがプロットされることになる。
【００１９】
ＬＮ−ＳＮクロスプロットでは、図１に示すように、大多数のドットが幅のある帯状で右肩上がりの集団（塊り）を形成する。
次に、このＬＮ−ＳＮクロスプロットからＢ値を算出する。これには、ＬＮ−ＳＮクロスプロットの集団において、ＬＮ／ＳＮ値が最も高くなる上限値領域の１つを選び、この領域を通り、傾きが１である直線を引く。この直線が縦軸（ＳＮ値＝１Ω−ｍ）と交わる点のＬＮ値をＢ値とする。Ｂ値の意味は、Ｂ値＝ｌｏｇ（ＬＮ／ＳＮ）と言うことができる。
このＢ値は、１回の同一条件での比抵抗検層によって地下の地熱資源の性状が同一の場合、１つの値が定まることになる。
図２は、図１にプロットしたＳＮ値、ＬＮ値を深さ方向にプロットしたものである。
【００２０】
次に、このＢ値に基づいて地層比抵抗値Ｒｔを算出する。地層比抵抗値Ｒｔは、抗井掘削時に泥水ろ過水が浸透せず、抗井から十分離れた領域での地層水が１００％充填された岩石（地層）の比抵抗値である。地層水比抵抗値をＲｗとすると、地層比抵抗値Ｒｔは、経験的に下記（２）式で表現される。
Ｒｔ＝Ｆ×Ｒｗ                              ・・・（２）
本発明での地層比抵抗値Ｒｔの算出は、地層係数および地層水比抵抗値が未だ求められていないので、以下の（３）式を用いて行う。
ｌｏｇＲｔ＝ｌｏｇＳＮ値＋Ｂ値            ・・・（３）
この式によって算出される地層比抵抗値は、抗井の深さ方向に検層によって得られた約５０００個のＳＮ値に対応して、抗井の深さ方向の各地層に対応して約５０００個の値が算出されることになる。
図３は、このようにして算出された地層比抵抗値Ｒｔを抗井の深さ方向にプロットしたものである。
【００２１】
続いて、地層比抵抗値Ｒｔから地層係数Ｆを下記（４）式によって算出する。
Ｆ＝ＳＮ値／Ｒｍｆ                            ・・・（４）
Ｒｍｆは、泥水が抗井側壁に浸透することで、泥水中の固形分がろ過された状態の泥水の比抵抗値；泥水ろ過水比抵抗値であり、一般的には測定された泥水比抵抗値の８５％の値を採用する。
抗井近傍において、孔壁の崩壊、泥水により冷却に起因する摂理（裂け目）などの地層劣化がない場合、泥水ろ過水が１００％置換した地層の比抵抗値Ｒｘｏは、
Ｒｘｏ＝Ｆ×Ｒｍｆ                            ・・・（５）
で表される。また、抗井近傍の比抵抗値を測定するＳＮ値はＲｘｏを計測していることになって、
ＳＮ値＝Ｒｘｏ                                ・・・（６）
と表せる。よって、（５）式と（６）式とから（４）式が導かれることになる。
この地層係数Ｆは、抗井の深さ方向に検層によって得られた約５０００個のＳＮ値に対応して、抗井の深さ方向の各地層に対応して約５０００個の値が算出されることになる。
図４は地層係数Ｆを抗井の深さ方向にプロットしたものである。
【００２２】
ついで、このようにして求められた地層係数Ｆから出力パラメータの１つである孔隙率を算出する。孔隙率（φ）の算出は、前記（１）式に基づいて行われる。
Ｆ＝ａφ−ｍ                                   ・・・（１）
（１）式において、迂回係数ａを１とし、固結係数ｍを地層によって１または２とすることによって孔隙率（φ）を算出する。
この孔隙率も、抗井の深さ方向の各地層に対応して約５０００個の値が算出されることになる。
図５は、このようにして算出された孔隙率φを抗井の深さ方向にプロットしたものである。
【００２３】
また、ＬＮ値とＳＮ値と地層比抵抗値Ｒｔとから泥水ろ過水浸透率Ｘを算出できる。この泥水ろ過水浸透率Ｘは、ＬＮ値の測定地点における泥水ろ過水の浸透割合を示すものである。
この場合、１つの検層位置で得られたＬＮ値とＳＮ値と先に述べた算出方法によって得られた同一位置での地層比抵抗値とから算出するものであり、抗井の深さ方向の各地層に対応して約５０００個の値が算出されることになる。
算出には、下記（７）式が用いられる。
Ｘ＝（ρＬＮ値−ρｔ）／（ρＳＮ値−ρｔ）      ・・・（７）
ここで、ρＬＮ値＝１／ＬＮ値、ρＳＮ値＝１／ＳＮ値、ρｔ＝１／Ｒｔである。ρは抵抗の逆数の電導率を意味する。
図６は、このようにして算出された泥水ろ過水浸透率Ｘを抗井の深さ方向にプロットしたものである。
【００２４】
また、地層水比抵抗値Ｒｗを算出する。この地層水比抵抗値Ｒｗの算出には、前記（１）式を用いる。
Ｆ＝Ｒｔ／Ｒｗ                            ・・・（１）
すなわち、先に算出された地層比抵抗値Ｒｔと地層係数Ｆとから算出される。
図７は、このようにして算出された地層水比抵抗値Ｒｗを抗井の深さ方向にプロットしたものである。
【００２５】
さらに、地層水塩分濃度Ｐを算出する。この地層水塩分濃度Ｐは、地層水に含まれている各種水溶性塩の濃度を塩化ナトリウム濃度換算でｐｐｍ単位で示すものである。
この地層塩分濃度Ｐは、前記地層水比抵抗値Ｒｗを用い、下記（８）式に基づいて算出される。
Ｐ＝５４７０・（（Ｒｗ・（Ｔｉｓ＋２１．５）／４６．３−０．０１２６）（１／１．０４）                                                        ・・・（８）
（８）式において、Ｔｉｓは温度検層にて計測された地層温度である。
【００２６】
以上の手順が４個の出力パラメーターを得るための基本フローである。
しかし、実際の比抵抗検層では、上述のように、抗井をある深さまで掘削してから１度検層を実施し、ついでさらに掘削を進めて次の検層を行うことが多く、１つの抗井の検層を複数回に分けて実施することが多い。このような複数回に分けて検層を行うと、抗井温度、泥水ろ過水比抵抗値などがその都度変わり、測定毎のＳＮ値、ＬＮ値の連続性が得られないことになってしまう。
また、抗井掘削時の泥水によって孔壁が冷却され収縮して摂理（裂け目）が生じ、この裂け目に泥水が浸入してＳＮ値に影響を与えること、岩石が元々持っている比抵抗値、粘土鉱物による比抵抗値がＳＮ値およびＬＮ値に影響を与えることもある。
本発明では、これらの影響を種々の手段にて排除し、これらの影響を排除したＳＮｒｅｖ値、ＬＮｒｅｖ値を求め、このＳＮｒｅｖ値、ＬＮｒｅｖ値を用いて上述の基本フローを実施することで、出力パラメーターの推定精度を高めるようにしている。
【００２７】
図８は、深さ５００ｍから１１００ｍまでの掘削と検層を行い、ついで１１００ｍから１６００ｍまでの掘削と検層を行って場合に得られたＳＮ値、ＬＮ値を用いて作成したＬＮ−ＳＮクロスプロットである。このプロットでは、ドットがそれぞれの検層に対応する２つの群に分かれてプロットされている。これは上述のように検層が連続性を有さずになされたことを意味している。
図９は、図８において示したＬＮ値、ＳＮ値を抗井の深さ方向に示したものである。
【００２８】
（補正ステップ１）
まず、抗井温度を標準温度（例えば、１００℃）に標準化してＳＮ値、ＬＭ値を補正する。
抗井温度の標準化による補正は、以下の（９）式で示される比抵抗値と温度との経験則によって行う。
Ｒ２＝Ｒ１×（Ｔ１＋２１．５）／（Ｔ２＋２１．５）      ・・・（９）
ここで、Ｒ１は温度Ｔ１での比抵抗であり、Ｒ２は温度Ｔ２での比抵抗である。
例えば、標準温度を１００℃とする場合には、Ｔ２を１００℃とし、Ｔ１に検層時の抗井温度を、Ｒ１にその時のＳＮ値またはＬＮ値を代入することで、標準温度（１００℃）に標準化した時のＳＮ値またはＬＮ値（＝Ｒ２）の値が求められる。
このようにして抗井温度を標準化することによって補正されたＳＮ値、ＬＮ値を、ＳＮ（１）値、ＬＮ（１）値と表記する。標準温度を１００℃とした時のＳＮ（１）値およびＬＮ（１）値は、したがって、
ＳＮ（１）値＝ＳＮ値×（２１．５＋Ｔ１）／１２１．５
ＬＮ（１）値＝ＬＮ値×（２１．５＋Ｔ１）／１２１．５
により算出できる。
【００２９】
具体的にある抗井のある深さ位置での例を示す。検層によって、深さ８５０ｍでのＬＮ値が２１８．６０Ω−ｍ、ＳＮ値が５９．９９Ω−ｍ、抗井温度Ｔ１が７６．３１℃とすると、上記式に当てはめることにより、ＬＮ（１）値が１７５．９７Ω−ｍ、ＳＮ（１）値が４８．２９Ω−ｍとなる。
図１０は、図９でのＬＮ値、ＳＮ値を標準温度１００℃として標準化して得られたＬＮ（１）値、ＳＮ（１）値を抗井の深さ方向に示したものである。
【００３０】
（補正ステップ２）
ついで、抗井掘削時の泥水によって孔壁が冷却され収縮して摂理（裂け目）が生じ、この裂け目に泥水が浸入してＳＮ値に影響を与えること、岩石が元々持っている比抵抗値、粘土鉱物による比抵抗値がＳＮ値およびＬＮ値に影響を与える点を補正する。
この補正を行って得られたＳＮ値をＳＮ（２）値とし、ＬＮ値をＬＮ（２）値とすると、ＳＮ（２）値、ＬＮ（２）値は、以下のようにして求められる。
１／ＳＮ（２）値＝１／ＳＮ（１）値−１／Ｒｃ−１／Ｒｊ    ・・・（１０）
１／ＬＮ（２）値＝１／ＬＮ（１）値−１／Ｒｃ              ・・・（１１）
ここで、Ｒｃは岩石固有の比抵抗値であり、Ｒｊは冷却されて生じた摂理に泥水ろ過水が侵入したことによって増加した比抵抗値である。
【００３１】
Ｒｃは以下のようにして求められる。
図１０のグラフは、上述のようにして、抗井温度を標準温度に標準化して得られたＳＮ（１）値、ＬＮ（１）値を抗井の深さ方向にプロットして得られた具体例である。
このグラフのデータは、深さ５００ｍから１１００ｍにかけて１回目の検層を行い、ついで１１００ｍから１５７０ｍにかけて２回目の検層を行い、標準温度を１００℃として補正したＳＮ（１）値、ＬＮ（１）値を示すものである。
【００３２】
そして、１回目の検層によるＬＮ（１）値の極大値を結ぶ包括線イを引き、この包括線イの抗井の深さ方向での位置の比抵抗値を取ることで１回目の検層でのＲｃを求める。同様に、２回目の検層によるＬＮ（１）値の極大値を結ぶ包括線ロを引き、この包括線ロの抗井の深さ方向での位置の比抵抗値を取ることで２回目の検層でのＲｃを求める。
【００３３】
また、Ｒｊは、以下のようにして求められる。
図１０の１回目の検層によるＳＮ（１）値の極大値を結ぶ包括線ハを引き、この包括線ハの抗井の深さ方向での位置の比抵抗値を取り、この比抵抗値を１回目の検層でのＲｃから差し引くことで１回目の検層でのＲｊが求められる。また、第２回目の検層によるＳＮ（１）値の極大値を結ぶ包括線ニを引き、この包括線ニの抗井の深さ方向での位置の比抵抗値を取り、この比抵抗値を２回目の検層でのＲｃから差し引くことで２回目の検層でのＲｊが求められる。
具体例を示すと、図１０に示した例において、深さ８５０ｍでの包括線イの比抵抗値が２９８Ω−ｍで、これがＲｃとなる。また、深さ８５０ｍでの包括線ハの比抵抗が９７Ω−ｍで、これがＲｊとなる。ＬＮ（１）値が１７５．９７Ω−ｍ、ＳＮ（１）値が４８．２９Ω−ｍであるので、これらの数値を（１０）式、（１１）式に代入すると、ＬＮ（２）値が４３０．０Ω−ｍ、ＳＮ（２）値が１４２Ω−ｍとなる。
図１１は、このようにして補正されたＳＮ（２）値、ＬＮ（２）値を抗井の深さ方向にプロットしたものである。
【００３４】
（補正ステップ３）
この図１１のグラフにおいても、図１０のグラフと同様に、１回目の検層でのＳＮ（２）値、ＬＮ（２）値と２回目の検層でのＳＮ（２）値、ＬＮ（２）値では全体的に２回目の検層による値が高い傾向になっていることがわかる。
図１０のグラフでは、１回目の検層によるＬＮ（１）値の極大値を結ぶ包括線イと２回目の検層によるＬＮ（１）値の極大値を結ぶ包絡線ロとには段差が生じ、非連続性を示している。この非連続性は１回目の検層時の抗井温度と２回目の検層時の抗井温度とが異なるためである。
これらＬＮ値の極大値は孔隙率が極めて小さい堅牢な地層の比抵抗値Ｒｃに相当し、それらを結ぶ包括線はすべての地層が堅牢な地層の場合の比抵抗値Ｒｃと見なされ、岩石そのものの性状により変動するが（抗井温度が同一であれば）、検層間で本来的に変動しないものであるからである。
この２つの検層間における非連続性は出力パラメーターの推定精度にとって負の要素となるので、これを取り除く必要がある。
そのため、１回目の検層によるＬＮ（１）値を補正する。上記包絡線イと包絡線ロとが連続するような修正温度（ΔＴ）を推定し、これを上記（９）式に代入してトライアンドエラーを行い、２つの包括線イとロとが一致するまで計算を行う。同様にして、１回目の検層によるＳＮ（１）値も補正する。
【００３５】
この検層間での抗井温度の相違を補正したＳＮ値をＳＮ（３）値とし、ＬＮ値をＬＮ（３）値とすると、
ＳＮ（３）値＝ＳＮ（２）値×（２１．５＋Ｔ１＋ΔＴ）／（２１．５＋Ｔ１）
ＬＮ（３）値＝ＬＮ（２）値×（２１．５＋Ｔ１＋ΔＴ）／（２１．５＋Ｔ１）
により算出できる。
ここで、Ｔ１は抗井温度、ΔＴは上記修正温度である。
ここでも先と同様に具体例を示すと、深さ８５０ｍでのＬＮ（２）値が４３０．０Ω−ｍ、ＳＮ（２）値が１４２Ω−ｍと求められ、Ｔ１（抗井温度）が７６．３１℃であり、ΔＴを１５０℃と推定すると、ＬＮ（３）値は１０９０．２Ω−ｍ、ＳＮ（３）値は３５９．７Ω−ｍとなる。
図１２は、この検層間での抗井温度が異なることによる補正を行って得られたＬＮ（３）値、ＳＮ（３）値を深さ方向にプロットしたグラフである。
【００３６】
検層間での抗井温度の差異による補正は、すべての検層でのＳＮ（２）値、ＬＮ（２）値について実施する必要はなく、ＬＮ（２）値の包括線が連続性を示すようになればよいので、かかる補正の対象となる検層は限られることになる。例えば、２回の検層を行った場合ではいずれか一方の検層が補正の対象となる。
【００３７】
（補正ステップ４）
ついで、泥水ろ過水比抵抗を標準抵抗に標準化し、さらに泥水ろ過水比抵抗の検層間での差異による偏差を補正する補正を行って、ＳＮｒｅｖ値とＬＮｒｅｖ値を得る。
抗井の掘削時に用いられる泥水は掘削毎にその組成を変化させることがある。
このため、検層毎に泥水比抵抗値が変化し、この変化に伴って泥水ろ過水比抵抗も検層毎に変化する。したがって、検層毎での泥水ろ過水比抵抗の変化を補正してＳＮｒｅｖ値、ＬＮｒｅｖ値を求めることが望ましい。
【００３８】
具体的には、まず泥水ろ過水比抵抗を標準抵抗、例えば１Ω−ｍに標準化し、ついで検層間でのＢ値の連続性が得られるような泥水ろ過水比抵抗値補正率αをトライアンドエラーで求めて、ＳＮｒｅｖ値、ＬＮｒｅｖ値を算出する。
ここで、αは計測された泥水比抵抗値が必ずしも実際の泥水比抵抗値を反映していないことに相当し、掘削過程で大規模な逸水が起きた場合、掘削中は泥水を使っているが逸水後は清水を使う例が地熱井掘削では見受けられる。補正が必要ない場合、α＝１となる。
泥水ろ過水比抵抗値標準化および検層間の補正の前後の泥水ろ過水比抵抗値をそれぞれＲｍｆ、Ｒｍｆ´とすると、算出は下記式による。
ＬＮｒｅｖ値＝１／（ｘ×（α×Ｒｍｆ／Ｒｍｆ´−１）／ＳＮ（３）値＋１／ＬＭ（３）値）
ＳＮｒｅｖ値＝ＳＮ（３）値×Ｒｍｆ´／（α×Ｒｍｆ）
図１３は、このようにして補正されたＬＮｒｅｖ値、ＳＮｒｅｖ値を深さ方向にプロットしたものである。
このようにして上記補正ステップ１ないし４の補正をして得られたＳＮｒｅｖ値とＬＮｒｅｖ値を用いて、ＬＮ−ＳＮクロスプロットを作成し、これからＢ値を得る。このＢ値を用いて、前述の基本フローの手順に従って出力パラメーターを得る。
【００３９】
以上の説明では、補正ステップ１から補正ステップ４までを行って、ＳＮｒｅｖ値、ＬＮｒｅｖ値を算出し、このＳＮｒｅｖ値、ＬＮｒｅｖ値に基づいて上記基本フローによって出力パラメーターを算出する例を説明したが、この手順に限定されず、補正ステップのいずれか１つ以上を実施し、その時点で得られたＳＮ値、ＬＮ値に基づいて基本フローによって出力パラメーターを算出するようにしてもよい。
【００４０】
本発明では、必要に応じて地層中に存在する粘土鉱物の影響を排除してかかる推定をすることもできる。
地熱資源抗井掘削では、ガンマ線検層などによって地層内の粘土鉱物分の比体積を検量することは行われない。このため、比抵抗検層の解析では高伝導性の粘土鉱物が地層内に存在しない前提で行われているが、粘土鉱物の存在は過去および現在の熱水流動を示唆し、熱水移動できる開口性フラクチャーの存在を推定できるため、粘土鉱物の存在を知ることは地熱資源開発に有用である。
一般に、孔隙率φが増加すると泥水ろ過水も地層内に浸透しやすい。この前提で得られた孔隙率φと泥水ろ過水浸透率Ｘとを統計的に処理すると、地層内の粘土鉱物の比体積を推定することができる。
【００４１】
上述の手法により算出されたある深さでの泥水ろ過水浸透率Ｘを横軸に、これと同一深さでの孔隙率φを縦軸にプロットすると、図１４に示すようなグラフが得られる。
このグラフ中の右肩上がりのプロット点の塊（破線で囲った部分）が得られ、この塊から外れた点の塊（一点鎖線で囲った部分）も見受けられる。前者の塊は孔隙率が増加すると泥水ろ過水が浸透し易くなる一般則に対応し、後者の塊は、孔隙率が増加しても泥水ろ過水の浸透の徴候がない、言い換えれば他の充填物（粘土鉱物）に満たされていることに対応していると解釈される。これら２つの塊の区分けはグラフ中の実線にて想定することができる。
【００４２】
計算手順は以下の通りとなる。
ＳＮ値、ＬＮ値、Ｒｔ、ＲｍｆおよびＲｗの逆数をσＳＮ、σＬＮ、σｔ、σｍｆおよびσｗとすると、
σＳＮ＝σｍｆ／Ｆ            （前記（４）式に相当）
σＬＮ＝Ｘ×σｍｆ／Ｆ＋（１−Ｘ）×σｗ／Ｆ
σｔ＝σｗ／Ｆ                （前記（１）式に相当）
となる。
Ｆは上述の地層係数で、Ｘは泥水ろ過水浸透率である。
グラフの実線より上部の塊の部分について、（１−Ｘ）×σｗ／Ｆの一部は元々地層水に充填されていたのではなく粘土鉱物分に満たされており、その泥質分が導電率に寄与していると解釈できる。
したがって、粘土鉱物の導電率σｓｈ、粘土鉱物分比体積Ｖｃｌ、粘土鉱物分充填率α（α＝０〜１００％）、βはある孔隙率にて取れる最大の泥水ろ過水浸透率（上記グラフの実線、例えばφ＝１０％でβ＝３０％、同２０％では１００％）とすると、
Ｖｃｌ×σｓｈ＝α×（β−Ｘ）×σｗ／Ｆ
Ｖｃｌ×σｓｈは粘土鉱物分の導電率σｃｌであり、粘土鉱物分による導電率を取り除いた導電率σ’ＳＮ、σ’ＬＮ、σ’ｔは
σ’ＳＮ＝σＳＮ−σｃｌ
σ’ＬＮ＝σＬＮ−σｃｌ
σ’ｔ  ＝σｔ−σｃｌ
となる。σｗは変化しないので粘土鉱物を取り除いて考慮した地層係数Ｆ’＝  Ｆ×σｔ／σ’ｔとなり、粘土鉱物を取り除いて考慮した孔隙率φ’が計算される。
【００４３】
粘土鉱物分σｃｌを考慮すると、σ’ＳＮ（理論値）＝σｍｆ／Ｆ’となり、この値は上記粘土鉱物分を取り除いた導電率σ’ＳＮ＝σＳＮ−σｃｌとは異なった値となる。
比抵抗検層測定によるＳＮ値は実測値であり処理過程で不変であり、その逆数１／ＳＮ値＝σｍｆ／Ｆ＋σｊ＋σｃ＋σｃｌとなる。σｃ、σｃｌはＬＮ値に共通であることから、σ’ＳＮと理論値σ’ＳＮ（理論値）との差はＳＮ値に固有な冷却摂理算出に起因すると考えられる。
よって、σｍｆ／Ｆ＋σｊ＝σｍｆ／Ｆ’＋σ’ｊとなり、σ’ｊ＝σｍｆ／Ｆ＋σｊ  −σｍｆ／Ｆ’となる。
したがって、粘土鉱物分を取り除いた泥水ろ過水侵入率Ｘ’＝Ｆ’×（σ’ＬＮ−σ’ｔ）／（σｍｆ−σｗ）となる。
図１５は、このようにして求められた地層中の粘土鉱物分の比体積Ｖｃｌの一例を示すグラフである。
【００４４】
ところで、図１３では、ＬＮ値がＳＮ値よりも低くなって逆転している地点がある（図中丸印付した部分）。これは、この位置の地層が透水性が良好で閉塞型の断裂帯があることを意味し、地熱熱水貯留層を形成しているものと解される。
地層温度Ｔｉｓは抗井壁あるいは内部の泥水温度を反映している一方、貯留層は泥水ろ過水が断裂帯に浸透し、地熱熱水との対流、混合等により高温になっており、周辺部分よりも早く温度回復していると考えられる。この貯留層の温度はＬＮ値とＳＮ値が同一値となるようなδＴ（＝（２１．５＋Ｔｉｓ）×（ＳＮ値／ＬＮ値−１））で計算できる。
【００４５】
以上説明したように、本発明の推定方法では、抗井の比抵抗検層によって実測して得られた測定データであるＬＮ値およびＳＮ値に種々の演算処理を施し、必要に応じて補正処理を施すことで、この測定データから地熱資源開発に有用な地層の孔隙率などの地層パラメータを求めることができる。また、他の物理検層を必ずしも実施する必要がなく、探査費用を安価とすることができる。
【図１】
0005557646.tif 000002
【図２】
0005557646.tif 000003
【図３】
0005557646.tif 000004
【図４】
0005557646.tif 000005
【図５】
0005557646.tif 000006
【図６】
0005557646.tif 000007
【図７】
0005557646.tif 000008
【図８】
0005557646.tif 000009
【図９】
0005557646.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0005557646.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0005557646.tif 000014
【図１４】
0005557646.tif 000015
【図１５】
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