太陽地球システム・エネルギー学講座

Solar and Terrestrial Systems and Energy Sciences

地球開発環境学分野（高橋・坂口研） Earth Exploitation Environmental Studies（Takahashi & Sakaguchi Lab.）

准教授

Toward Advanced Environmental Geomechanics and Energy Technology

坂口 清敏

Associate Professor

Kiyotoshi Sakaguchi

1．The 6th International Symposiumon In-situ Rock Stress

化が、地震前に限界値に向かって増加傾向にあったのが、

渡邉 則昭

Assistant Professor

Noriaki Watanabe

協会の招待講演お決 と、よ り 高 温 の 流 体 を 用 い た 発 電 の 実 現 を 目 指 し、よび招待論文で発Japan Beyond-Brittle Project（JBBP）が進行している。当表 し た。 ま た、き研究室は JBBP 基礎研究（科研費・特別推進研究）の一部を裂の相対浸透率曲担い、脆性 - 延性遷移～延性領域に形成したき裂システム

線 に 関 し て、ギ リの力学・水理学特性に関する研究を開始した。

シャ文字のνに似タイプの相対浸透The 6th International Symposium on In-situ Rock向の経年変化と宮城県沖での地震のspecialized conference で あ り、2013 年 8 月 20 日 ～ 22

発生タイミングに日の会期で仙台国際セン

周期性あることなターにおいて開催されたどを見出した（Fig.

（Fig. 1）
。本会議の開催2）。

基盤研究（A）（坂口（代表：北大・金子））、基盤研究（B）（坂ことを見出した。

口）
受託・共同研究：応用地質（株）（坂口）、鹿島建設（株）（坂口）、3D 地科学研究所（坂口）、JAPEX（渡邉）、JST 復
Fig. 4: Filed-scale 3-D preferential flow pathspredicted by the novel model simulator, GeoFlow.

5．
低速自転型ウォータージェットによる地熱スケールの除去において、当研究室の坂

低速自転型ノズ

口（組織委員会 幹事長）

ルシステムを用いFig. 2: Annual trend of the ratio of shear stress tothe mean stress.

3．CO2 貯留環境下における砂岩の多孔質弾性パラメータれをサポートした。本会
議は成功裏に終了し、23ケ国から 248 名の参加があ り、7 件 の Keynotelecture、11 件 の Invitedlecture、121 件の一般発Fig. 1: Unique Program & Abstract
book having a USB flash memory of theproceedings.

表があった。

2．
東北地方太平洋沖地震前後における岩手県釜石地域の地殻応力場

科研費：特別推進研究（坂口＆渡邉（代表：東北大・土屋））、率曲線が存在する

最大水平応力の方Stress は 地 殻 応 力 を メ イ ン テ ー マ と す る ISRM

邉（実行委員）と学生もそ【外部資金の獲得】

た 形 状 の ν（new）

発生 1 年後に激減し、2 年後に再び上昇傾向にあること、は中心的役割を担い、渡岩の力学国内シンポジウム（2013 年 1 月＠沖1 月＠仙台；院生 1 名）

タージェットによ・10th International Workshop on WATER DYNAMICS

る地熱井内のスケール除去に関す

and ICDP-Japan Beyond Brittle（JBBP）Workshopる室内実験を実施（2013 年 3 月＠仙台；渡邉、院生 1 名）

CO2 地中貯留への応用を念頭に砂岩の多孔質弾性パラし た（Fig. 5）。そメータの解明に取り組んでいる。本年は主に膨潤性粘土鉱の 結 果、ス ケ ー ル

物を含有する来待除去性能に及ぼす砂岩と含有しないノズル回転速度および環境圧力の影響が明らかになった。

Fig. 5: Removal of a simulated scale by the low
speed self-rotating water jetting.

・平成25年度資源・素材学会春季大会（2013年3月＠千葉；修士課程学生 1 名、学部生 1 名）
・10th Pacific International conference on Water Jetting
Technology（2013 年 4 月＠韓国済州島；院生 1 名）・NPO 法人環境エネルギー技術研究所第 30 回環境フォーBerea 砂 岩 を 用 いラム（2013 年 5 月＠仙台；渡邉）た室内実験を実施し た。 そ の 結 果、

6．
地熱や工場排熱を用いた新・水素製造プロセス

膨潤性粘土鉱物存
係数が1を超える

硫黄の酸化還元サイクルを通じたバイオマスからの水素後ほぼ 2 年となる時期に実施した。その結果、地震前の地ことが明らかに製造プロセスに関する基礎研究を完成させ、その成果を圧に比較して、1 年後は主応力値が 2 倍～ 4 倍、鉛直応力なった（Fig. 3）。

Fig. 3: Biot-Willis（effective stress）coefficientsexceeding unity due to the presence of swellingclay.

4．地殻流体流動

被り圧程度になっていた。この応力値の増減は地殻の隆起地熱や油ガスのき裂型貯留層における流体流動を予測す現象、特にその隆起速度に起因しているのではないかと考るため実施してきたフィールドスケール精密貯留層モデリえた。さらに、平均応力に対するせん断応力の比の経年変ング（Fig. 4）に関する成果を取りまとめ、一部を石油技術

Coexistence Activity Report 2013

【学会等での講演】

・2012 年度ウォータージェット技術年次報告会（2013 年

た高圧水中ウォー

手県釜石鉱山において地圧計測を行った。今回は地震発生1 年後との比較では小さくなっていた。また、鉛直応力は

川報恩会（渡邉）、NPO 法人環境エネルギー技術研究所
（渡邉）

縄；坂口）

在下では有効応力の主応力値は、地震前に比べると依然として大きいものの、

興促進プログラム（A-STEP）（渡邉）（公財）新井科学技術振興財団（渡邉）、（一財）前財団 等：

・第 13 回

地震前後の応力場の経年履歴を明らかにするために、岩は被り圧の約 2.5 倍と大きくなっていたのに対し、2 年後

22助教

Solar and Terrestrial Systems and Energy Sciences

Our laboratory members worked for the 6th International Symposium on In-situ Rock Stress（ISRM specializedconference）, and we made substantial contributions to the successes of the workshop. For research activities, we
further promoted the existing researches such as the research on crustal stress fields in Kamaishi area of northeast
Japan, before and after the 2011 Tohoku-Oki earthquake. Additionally, we started a new challenging research toobtain insights into mechanical and hydraulic characteristics of a new concept geothermal reservoir（Japan BeyondBrittle Project reservoir）, which will be created in a deeper and hotter part in the Earth’s crust（frontier of thegeothermal energy）.

太陽地球システム・エネルギー学講座

地殻環境・エネルギー技術の新展開

・石 油技術協会平成 25 年度春季講演会（招待講演）2013年 6 月＠東京；渡邉）・The 6th International Workshop on In-Situ Rock Stress,Sendai, Japan（2013 年 8 月＠仙台；坂口、渡邉、院生 1名）

Int. J. Hydrogen Energy において発表した。また本成果に・EUROCK 2013（2013 年 9 月＠ Wroclaw、Poland；坂口）より、NPO 法人環境エネルギー技術研究所第 4 回研究奨・The 19th Formation Evaluation Symposium of Japan

励賞を受賞した。

（2013 年 9 月＠千葉；院生 1 名）・日 本地熱学会平成 25 年学術講演会（2013 年 11 月＠千7．
Japan Beyond-Brittle Project（JBBP）

葉；院生 1 名）
・国際学術交流会（2013 年 11 月＠中国重慶大学；坂口）誘発地震の懸念など従来型地熱発電に存在する問題の解
アクティビティレポート 201323