報告書番号

U97092

タイトル（和文）

高温岩体貯留層評価のためのシミュレーション手法の開発（その１）数値解析コードＧＥＯＴＨ３Ｄの開発

タイトル（英文）

DEVELOPMENT OF SIMULATION METHOD FOR HOT DRYROCK RESERVOIR ESTIMATION,PART 1,DEVELOPMENT OF GEOTH3D CODE

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高温岩体発電所の建設に際し，人工貯留層の基礎特性を評価するために数値解析を用いることは有用であり，また多数のボーリング孔を掘削する必要がないので経済的である。現在開発中のＧＥＯＴＨ３Ｄは，発電中に高温岩体人工貯留層から抽出可能な熱エネルギー量および熱水の回収率を評価するための数値解析コードである。ＧＥＯＴＨ３Ｄはニュートン・ラフソン法を用いた３次元有限差分法に則っており，質量保存則，ダルシー則に基づく運動量保存則，そしてエネルギー保存則から構成される。これらの基礎方程式により，多孔質媒体中における液相単相および気液２相状態での熱流体の移動と熱収支を計算する。本研究では，１９８０年にスタンフォード大学地熱講座主催のワークショップで発表された地熱貯留層用検定問題，Ｐｒｏｂｌｅｍ－６を解くことによりＧＥＯＴＨ３Ｄの信頼性の評価を行った。その結果，液相および気液２相状態での解析解値が他４機関で得られた結果と良い整合性を示し，ＧＥＯＴＨ３Ｄの信頼性を示すことができた。しかしながら，検定問題の範囲外である３６０度を越える高温下での気液２相状態下では計算が不安定になるので，今後は高温状態下でも安定した計算が出来るように解析コードの改良を行う。

概要 （英文）

NUMERICAL SIMULATION IS A USEFUL AND ECONOMIC WAY OF EVALUATING THE BASIC CHARACTERISTICS OF A HOT DRY RICK (HDR) RESERVOIR WHEN DESIGNING A POWER PLANT WITHOUT DRILLING AN ENORMOUS NUMBER OF BOREHOLES THROUGH THE RESERVOIR. A SIMULATION CODE (GEOTH3D) IS UNDER DEVELOPMENT TO ESTIMATE THE AMOUNT OF AVAILABLE THERMAL ENERGY FROM A FRACTURED HOT DRY ROCK RESERVOIR TO PREDICT THE RECOVERY FLOW RATE DURING THE HYDRAULIC CIRCULATION PERIOD. GEOTH3D IS BASED ON 3-D FINITEDIFFERENCE APPROXIMATIONS WITH FULLY IMPLICIT NEWTON-RAPHSON TREATMENTOF NONLINEAR TERMS. THE CODE CONSISTS OF THREE MATHEMATICAL MODEL,I.E.,MASS BALANCE,MOMENTUM BALANCE BASED ON DARCY S LAW,AND ENERGY BALANCE.THE GENERAL MATHEMATICAL MODEL DESCRIBES THE 3-D FLOW OF SINGLE AND/ORTWO-PHASE WATER AND HEAT TRANSPORT IN POROUS MEDIA. THE CODE VALIDITY WAS EXAMINED USING A BENCHMARK PROBLEM (PROBLEM-6,APPLICATION ON CONVECTION GEOTHERMAL RESERVOIR) PRESENTED AT THE STANFORD UNIVERSITY SIXTH ANNUAL WORKSHOP ON GEOTHERMAL RESERVOIR ENGINEERING IN 1980. THE RESULTSOF THE COMPUTATION FOR SINGLE LIQUID-PHASE FLOW AND TWO-PHASE FLOW (LIQUID AND VAPOR) AGREED WELL WITH THOSE OF FOUR OTHER SIMULATION CODES AND JUSTIFIED THE ACCURACY OF GEOTH3D. THERE IS STILL A PROBLEM IN CALCULATING UNDER HIGH-TEMPERATURE TWO-PHASE CONDITIONS (OVER 360 DEGREE) AND GEOTH3D NEEDS FURTHER REVISION TO OBTAIN STABLE SOLUTIONS.

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