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地熱探査用SQUITEMの開発（山川地域での実証試験結果を中心に）

平成29年度地熱事業成果報告会
平成30年6月6日
三井金属資源開発株式会社

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報告内容
地熱探査のための2,000m以深の深部探査を可能とする
SQUIDを用いた磁力計による時間領域電探査（1） SQUITEMの概要
1）システム概要
2）測定方法（2） 適用事例
1）指宿市山川地域
2）京極北部地域（3） まとめと今後の対応

1www.mindeco.co.jp(1) SQUITEMの概要
・センサーに高温超電導磁気センサー（SQUID※）を利用した時間領域電磁探査システム
・JOGMEC金属資源開発本部の資源探査部にて開発
・高温SQUIDを用いた精度の高い測定・広い周波数帯域で安定した特性 → 浅部から深部まで安定した測定が可能
・dB/dtでなく、B-fieldの測定 → 一般的な誘導コイル方式より深部の情報を取得可能
・測定中にデータの品質確認が可能 → 測定地点，測定時間の変更に柔軟に対応可能
・受信システムは小型で可搬性に優れ，測定作業の効率化に貢献

SQUIDセンサー 鉛直成分（先端部分）

磁気センサー/受信装置※SQUID：Superconducting Quantum Interface Device2www.mindeco.co.jp(1) SQUITEMの概要
・LOTEM (Long Offset TEM )法
・電線を地表に敷設してその両端を大地に接地して電流源として地下に直接電流を流す方法
GPS同期信号制御装置

送信機

発電機

送信源：ラインソース

2～5km程度（＋）（＋ off）
2秒 or 10秒

接地電極

2次磁場

0

接地電極

2次磁場t

2秒 or 10秒（-）（- off）
矩形波直流交番電流

測定点
測定配置例

２次磁場の測定時間 → 探査深度3

www.mindeco.co.jp(1) SQUITEMの概要

1.0E+01

1.0E+01

1.0E+00

1.0E+00
Normalised Magnetic Flux Density (nT)

Normalised Magnetic Flux Density (nT)・２次磁場測定時間の比較（ 3D解析モデルによる計算：長時間測定の効果）

1.0E-01

1.0E-02

減衰の途中

1.0E-03

1.0E-04

1.0E-05
1.E-05

1.E-04

1.E-03

1.E-02

1.E-01

1.E+00

1.E+01

1.0E-01

1.0E-02

1.0E-03

1.0E-04

1/1,000以下の信号強度

1.0E-05
1.E-03

1.E-02

1.E-01

IB01

IB02

IB03

IB04

IB05

IB06

1.E+00

1.E+01Time (sec)Time (sec)IB07

2秒測定シミュレーション

IB08

IB09

IB10

IB01

IB02

IB03

IB04

IB05

IB06

IB07

IB08

IB09

IB10

10秒測定シミュレーション

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www.mindeco.co.jp(2) 適用事例
JOGMEC殿が実施した「平成２９年度地熱探査用SQUITEM開発における送信機の製作」
・試験対象地域：鹿児島県指宿市山川地域
・試験対象深度：3,000m
山川地熱発電所

対象範囲

山川地域 地熱構造モデル図
吉村（1985）5

www.mindeco.co.jp(2) 適用事例
SQUITEM探査 測定配置
送信源（ラインソース）
東側電極

西側電極
電極間距離（2,000m）

送受信点間距離（約1,800m～3,100m）

測定点（8点）

印可電圧：440V
送信電流：29A
送信周波数：0.025Hz(2次磁場測定時間 10秒)

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www.mindeco.co.jp(2) 適用事例
・比較資料（MT探査 Line5 比抵抗断面）
地熱開発促進調査「辻之岳地域」 統括報告書-1000m-2000m50
10-3000m-4000m

対応区間

対応区間
7

www.mindeco.co.jp(2) 適用事例
・比抵抗断面MT対応区間SQUITEM8

www.mindeco.co.jp(2) 適用事例
・JOGMEC殿が実施する「平成29年度地熱資源量把握のための調査事業」
・京極北部地域，大林組殿・電磁探査として，MT探査およびSQUITEM探査を実施

測定点（50点）

SQUITEM探査 測定配置
送受信点間距離（約7km～10km）
電極間距離（5,000m）
印可電圧：440V
送信電流：29A
送信周波数：0.125Hz

西側電極(2次磁場測定時間 2秒)
送信源（ラインソース）
東側電極
9

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MTとSQUITEMとの比抵抗断面比較（A測線）
MT探査比抵抗断面

SQUITEM探査比抵抗断面
重力境界

KYG5

KYG4

KYG34

KYG22

KYG1

重力境界

C2

R1
解析深度：地表より約2,000m

C: conductive zones
R: resistive zones（大林組殿作成）
6

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MTとSQUITEMとの比抵抗断面比較（B測線）
MT探査比抵抗断面

SQUITEM探査比抵抗断面
重力境界
KYG97

KYG126

KYG115KYG10

重力境界C3R2

解析深度：地表より約2,000m

C1
C: conductive zones
R: resistive zones（大林組殿作成）
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MTとSQUITEMとの比抵抗断面比較（C測線）
MT探査比抵抗断面

C2高重力ブロック
東縁断層
8

KYG9

R3

KYG87

KYG7

KYG6

KYG5

高重力ブロック
東縁断層

SQUITEM探査比抵抗断面

C3R
2C1

解析深度：地表より約2,000m

C: conductive zones
R: resistive zones（大林組殿作成）
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www.mindeco.co.jp(3) まとめと今後の対応（1） 地熱貯留層探査へ適用
・深度2,000～3,000mの解析に対応可能（2） 新規製作送信機の実運用
・平成29年度に，ラインソース用の高出力送信機を製作・送信モーメントの増大が見込めるので，取得データのS/Nの向上を期待（3） 深部探査への適用・２次磁場測定時間の延長による，深度3,000m以深のデータ取得（4） 逆解析
・現状は1次元解析であるが， 2,3次元解析への対応を検討

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www.mindeco.co.jp(3) まとめと今後の対応
作業効率とコスト（MT探査およびSQUITEM探査）
MT探査

SQUITEM探査設置撤去時間：2時間/点，数人での作業
測定時間：12時間以上/点
測定成分：電場2成分，磁場3成分

設置撤去時間：0.3時間/点，1～2人での作業
測定時間：2時間/点（10秒測定）
測定成分：磁場1成分

測定終了後，データ処理をしないと品質確認が出来ない
データ確認および再測定
再測定は測定場所の選定も含めて，1点であっても1日を要する

測定中に，モニターで概略の品質確認が可能，その場で測定点位置や，測定時間の変更が可能
再測定数の低減に効果あり

データ処理

磁場１成分のみ

測定効率（測定日数，測定時間）

すべての成分の品質管理が必要

SQUITEM探査費用 ： 上記の効率により現地測定・解析まで， MT探査の1/2程度14www.mindeco.co.jp

謝辞

鹿児島県指宿市役所および関係者の方々には，ご協力を賜りました。
大林組殿には，調査資料の公開ご快諾いだきました。
ここに記して，感謝の意を表します。

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