昭和57年10月

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1 一 22 一策 5 厘磁籍費膚妻霧に参政ムτ r19β/ 牢 棚胴一ク蝸 1とユース外ソノ玉生志郎 ( 地殻熱部 ) 卨楲潔䅍䅎奕 1はじめに地熱資源会議 (Geothe.ma1Res.u.cesC.un.i1) の1981 年年次大会が1981 年 10 月 25 目から29 目まで米国ヒューストンのシャムロックヒルトンホテルで開催された. 今大会の副題は 国際的な地熱開発の成功例 となっており 世界各国の地熱開発状況について という特集カミ組まれた. この他 r 地熱の地球化学と地球物理 r 地熱モデル 掘削 坑井試験 貯留層の化学と工学 rシステムと要素 r 腐食と物質 r 直接利用 r 法律と規則 r 経済性と財政 r 地圧型地熱 の11 分科会が開かれた. 会議はまず受付からはじまり分科会レセプション展示映画ポスターセッション昼食時の特別講演たどと盛りだくさんあり日本の学会より企画に富んでいるように思われた. 特に種々の資料が豊富に展示されかつコピーが容易に入手できる上になくなれば住所氏名を記入するだけで後で郵送してくれるというシステムには感心した. アメリカ地質調査所も関連文献などを展示して参加者に情報サービスをしていた. 2ヒューズトンヘ私は1981 年 10 月 1 目よりカルフォノレニア州メンロパーク ( サンフランシスコの南方約 60km) にある米国地質調 ' 査所に一年聞の予定で滞在していたのでこの地熱資源会議には是非出席したいと考えていた. 私が予約したヒューズトンヘの飛行機はサンフランシスコ空港を10 月 25 日朝 7 時 10 分発であった.10 月 25 目は10 月最後の日曜目で現地の人もよく時間を間違えるサマータイムから元のタイムヘ戻る目にあたっていた. 私は旅行代理店の人をはじめ何人かの米国人に尋ねて当目は今迄より一時間時計を遅ら世る目であることを確認していた 私のアパートから飛行場まで車で30 分かかりまた旅行代理店の人が国内線でも出発一時間前に飛行場へついて欲しいとのことだったので私はエアポートリムジンサービス ( 予約しておけば飛行機の時間にあわせて家まで迎えにきてくれて料金はタクシーの6 割程度のもの ) を当目の朝 5 時 30 分に予約しておいた 初めて利用するので来てく写真 1 地熱資源会議の会場となったシャムロックヒルトンホテルれるかどうか不安だったカミ前の晩にリムジンサービスの方からきちんと確認の電話カミ入ったので安心していた. ところカミ翌朝まだ暗いアパートの前で待てど暮ぜとリムジンはあらわれない. 飛行機の出発時間もせまるのでしびれをきらして6 時 10 分頃リムジンサービスヘ電話をしたところ何ということだ運転手が眠っていて起き狂いというではないか. こちらは興奮して普段でもうまく話せない英語を尚更つっかえつっかえしながら抗議した ともかくかわりにタクシーをまわしてリムジンとの料金の差額は会社の方で負担するということで落ちついた. ところがこのような時に限っていろいろ狂問題カミ起こるものでその朝私は現金 6ドルのみで他は500ドルのトラベラーチェックしか持ち合わせていたかった. 飛行場の銀行で両替できるだろうと思ってタクシーで飛行場へつくや否や銀行に飛び込んだ. その時飛行機出発の15 分前. ところが銀行は閉っているし他の売店もすべて閉っていていかんともしがたい状態だ. タクシーの運転手に事情を了解してもらって一週間後に支払うということで飛行機にまさに飛び乗った. ヒューズトンヘの空の旅は朝のトラブルとはうってかわって海岸山脈グレートバレーシエラネバダ山脈べ一ズンアンドレンジの美しい地形を見なカミら快適そのものだった. 但しコロラド高原は雲の下だった.

2 一 23 一ヒューストン空港にっき早速両替所に向った. するとトラベラーチェックの両替は200ドルまでだという話で銀行にたのんでくれということだった. しかし銀行は日曜目のため閉っているので何とかしてくれと言っても聞き入れてくれない. 途方に暮れていると何と天の恵み日本重化学工業 ( 株 ) の斎藤さんがあらわれたではないか 彼もまた地熱資源会議に出席するため丁度アノレバカーキから着いた所だった一これで助かった. いっしょにホテルまでバス ( バス代は私の持金と丁度同じ6 ドル ) に乗った. ホテルについて早速フロントに両替をたのんだところここでもできたいという話. ともかく当座は斎藤さんから借金して何とかなるカミ早くトラベラーチェックを現金化したいと思い翌日銀行へ行った. ところがいずれの銀行 (3 店まわった ) でも200ドルまでですと断わられてしまった. 困り果ててしまったところ斎藤さんが本屋で大量の本を購入する機会があったので500ドノレドラベラーチェックで支払いをたのんだところやっとOKとなった. エアポートリムジンサービスも僧がったけれどもこの時は500ドルトラベラーチェックカミうらめしく思えた. トラベラーチェックは200ドノレ以下のチェックにして持ち歩いた方が無難のようだ ともかくこのように結果的には無事ヒューストンにつけ会議に参加することができた. ヒューストンは石油関連合杜が集中している石油産業部布で町の中心には新宿の副都心ビル街をもっと大きくしたよう祖ノッポビル群が一大ビジネス街を形成している ヒューストンは急成長をとげつつある街で現在米国第 4 位の都市であるカミ今や第 3 位に迫る勢いたぞ二圭 25 醐騨 20 鮒支 蝸帳雑 Oユ 欝灘灘嚢萎嚢繁嚢葦譲繊圭 उउ 笉 उउउउ श 㔉㘶㘷 उ 㘸 श 㤉㜰㜱 उ 㜲 षヘ ソ㐉 ष 㔉㜶 ष 㜷㠷㤸㜶㜷㜸㜹㠰写真 2ヒューストンのダウンタウンにあるノッポビル街うた. このヒューストンではジオロシスト ( 地質屋 ) の社会的地位が高く現実多くのジオロジストカミいろいろな会社から求められているとのことであった. 但し昨今においては地質のみならず物探のデータを正しく解釈できる人という意味でジオロジストジオフィジシスト ( 地球物理屋 ) の区別なくアースサイエンティスト ( 地球科学屋 ) としての人材が強く要望されているとのことであった. 3 会議の内容地熱探査に関連深いr 世界各国の地熱開発状況について 地熱の地球化学と地球物理 地熱モデル 貯留層の化学と工学 の各分科会での論文を以下に紹介する. くわしくは講演要旨集を参照して下さい. 3 1 世界各国の地熱開発状況について 世界各国の地熱発電容量は1981 年現在第 1 表に示す通りでフィリピンメキシコの急激な開発が注目される. 最も地熱開発の歴史の古いイタリアでは第 1 図に示す第 1 表世界の地熱発電容量国名アメリカ合衆国フィリピンイタリアニュージーランドメキシコ日本エルサルバドルアイスランドケニアソ連アゾレスインドネシア中国トルコ発電容量 (MW) ユニット数 1981 年 7 月現在 1983 年計画團ラルデ / 口鰯モ! テア1ア / 醐リットルトリ第 1 図イタリアの地熱発電量の推移合計ㄸㄱヘルツㄴ㔀㜀アハ ート㔀 㜀 1ユ5 㤳 㐴㘮㐳㤮㘀 㘀ㄸ ㄶ㠬㤵 ⰰ 㐱 ⰰ ㄵⰰ ㄱ ヒ アストル 㤳㘀 㔀ㄲ㤷 㜸㐶ヒ ル㘀 㘀㐲㔮 ハ ーツ㤵 ⰰ 㔰 ⰰ ヒ コⰰ ハ ーツファラット ⰲ 㔀㜮㤳㘀㔮㔀 ヘ ニヒ 㠶ヘクタールヘクタール 㠶

3 一 24 一 8 よ二( 褒 ヒ コ 㐰 㔰 㘰 崔第 2 図隻セロフリユート地熱地一帯の地質断面図エト仏 B 目 ten 漀第 3 図インドネシアのシャPelabuh 副 nratu ワ島バリ島での有望地熱地域䩡歡牴䝵汵湓慬慫 βandung 楲敢潮䭡浯 渀ジャワ島 Sem 目 r 藺 ng: ス o 卵牡扡潊潧橡歡牴愀バリ島一予通りここ15 年間ほとんど発電量は増加していない. これは既存の地熱地域の生産量カミ減少してきて新しく開発した地域の生産量カミその不足分をやっとカバーしているのが現状であるためである. そのため1より深部の地熱貯留層開発のための深部掘削 2 既存の地熱地域の周辺地域での掘削 3 還元井のための地域選定 4 発電量の目変化狂とについて検討をすすめている メキシコの地熱発電量は198! 年 6 月現在で150MWで 1981 年中には新たに30MWの運転が計画されている. そのため合計 180MWとなり日本の地熱発電量を上まわ第 4 図 250KW 地熱発電モノブロックることになった. これらの発電所はメキシカリバレーのセロフリユートに集中するものでこの地域の地質断面は第 2 図の通りである. 地熱徴候はサンアンドレアス断層系と密接に関連し合っているので地熱流体は深部断裂に沿って上昇しユニットB( 第三系三角州堆積物 ) に貯留されていると考えられる. アイスランドの地溝帯にはいくつかの地熱地域カミ存在するがその一つのクラフラでは1977 年に30MWの発電所が完成し現在運転されている. ここの貯留層は二層準あり地下 1,100mm深のものは熱水型で205.Cの温度を有し地下 1,300-2,200m 深のものは熱水 蒸気混合型で300 一 350 の温度を有している 地熱流体の特性は坑井ごとに異放るカミ平均すると以下の通りである. 溶存成分は660ppm 程度と少なくケイ酸 (383 ppm) ナトリウム (102pp 皿 ) 硫酸 (67ppm) 塩素 (31ppm) カリウム (18ppm) などが主要なもので非凝縮性ガスは % で炭酸ガス (96.7%) 硫化水素 (3.2%) が主要なものである. 日本の地熱開発状況はこの分科会および昼食時の特別講演で日本重化学工業 ( 株 ) の中村久由氏から紹介されたがここでは割愛する. インドネシアでは1974 年に地熱有望地域としてジャワ島とバリ島に6 地点を選定した ( 第 3 図 ). この時すて

4 一 25 一チδ 功 8 ローランドエ [ 鴬 _ 㤀多 ムム用 破 ^ψ5 紳一ヅ q 槌 ψ ロッククリークヒルの水 ' 岬凸タイプI 抄且坑井 <28 昨 44 ^. 坑井 28.g43 へ自然湧出泉 <28 更自然湧出泉 28 ψ 8 4も ㉊ 考凡例センチ 1 坑井 <28 左坑井 28 中自然湧出泉 <28 国自然湧出泉 Σ28 工 震等. クレイグ 9 皿ダ 3 第 5 図アーチシアン地域の水の化学分析にカモーシヤンで40MWのデイェンで15MWの発電可能な蒸気量を確保していてカモージャンでは現在 30 MWの発電所を建設している. これとは別に小出力の地熱発電装置としてカモージャンに250KWのディエンに2,000KWのモノプロックカミ捨えつけられ稼動している ( 第 4 図 ). ニュージーランドについてはワイラケイの腐食問題について詳しく報告されたカミここでは省略する. 第 6 図採水地点位置図 3 2 地熱の地球化学と地球物理 地化学探査アイダホ州アーチシアン地域の低温熱水は化学成分上第 5 図のように3つに区分できそして各々第 6 図のように地理的に分かれて分布している. ロッククリークヒルクオーター ( タイプ1) は温度上昇に伴いp 亘やTDSが上昇する傾向をもつことから天水に起源するものと判断される この結論は第 7 図の概念図と調和的である. ユタ州北部イーストショア地域の熱水の起源を化学成分と水素 酸素同位体から検討したところ1 山岳地域の断層より流出している深部熱水循環系と2 低地より流出している表層水とが存在することカミ判った. アリューシャン列島の温泉地域は34ケ所 ( 第 8 図 ) ありその溶存成分の地化学温度計から考えて地熱開発はアクタン島ウナクスカ島北部アトカ島北東部の3 地域カミ特に有望であると思われる. メキシコ中北部で温泉水の溶存成分特にケイ酸の濃度と熱流量の相関について検討したところ第 9 図第 10 図のような結果が得られ次式カミほぼ成り立つことカミ証明された. 2000m 一ㄵ 洀汏住洀電. 呉 ミ 繊倀呩 左1 看温水専冷水中駕面に垂直方向の二. 封じられた榊透水性の割目の発達した凝灰質堆積岩溶結凝灰岩一倀倀. き中Ti 恲楽螺 一 倀浸出温水汲上げ 1/ 灌濫用水の浸透. 潯氀 Ψ τ`,1 岬中第 7 図ロッククリークヒルとローランドの地質および水理の概念図

5 一 26 一主要な温泉三.^ 山 ^W 帥,.^1kmN0 山ヒ アストル䭯洭楮 4.Kliuo1 肥 r 5-So 叩 3m 6.Ch 凹旦 i 冊一出 7.'K 柵mmi1 8.C 町鵯旧冊曲 t 9-Hol'S 叩 io`ico-8 工 O.P^{O- 11,O mok!2. 回 O 畑 10r ユ3.G1 冊 i 町 Vo11 町三 { M 舳岨吐 iov31iw!5 Summ 肚鼠 1 1 箇.A} 皿 ル n 採水,8. 山 im 沽岬肺 150P 冊 20. 恥 nc1πi5`i8' 曲 21.E 昭舳 r05ユ1po 山 潍䔹 24.Emm 110mL 沽 ハ ーレル汯樀 26. 肋 1 出 me 町 27.Po Mo11 町 28 S I o 一 ^kb^y 潞䡯楤潉 30.Su-Pri!oL 止 31.Moth 釘 Coo 囎 32.M! P6ulik 3. 帆 ii1-o 点フ ッシェル 漱副潫㠀ㄹ㠰 未訪間 1980 ^ 未発見 1980 活動低下 * 村落 L_ L u キロメータ椰 PIlo Poio 㜮マイル杣山 ㄸ Po mmoi1 冊. ヒ コ P0 一 IlOI' I 斧 C 1 岬 2{ a. 艇馳 21.. 灼 2Ccm F.1 岨. 々 伽 ^ r 島! フ ッシェル 33. 一〇 3 之尖いρ 岬ヒ ル σ 4 一 α11 i 吐 一 8 よ高位置図第 8 図アリューシャン列島の温泉地域熱流量 (mwm-2) 13437ヨ10ヨ1 一日 63 93}193 㐰熱流量 Q=.. 帥.τ ㄴヨ0 渓 越懸 0 女 30. 異 汏シリカ熱流量 Q= 旧 1 川 仙 h I 1. I TS102` C, 第 9 図熱流量とシリカ熱流量の頻度分布ㄲㅏ伀 ⴸ ト 6 珊 = 榊十 To(1) 㐰 ' e /. μ / '/. ン / //// レリアブルのデータ //// 他のデータ `mWm 一ミリ第 10 図熱流量とシリカ熱流量の相関図但し T8{0 : シリカ地化学温度刎 : 羽 7-1 2: 熱流量 ( 刎 W 刎 '2) T0: 年平均地表温度アイダホ州南東部の熱水についてマグネシウム補正したアルカリ地化学温度計を適用した結果第 2 表に示すようにシリカ温度計とほぼ近い値が得られた. ネバダ州デキシーバレーの2 本の地熱弁コアについて変質鉱物を検討したところ第 11 図第 12 図のような結果を得た これは蒸気や熱水の供給帯と鉱化帯がほぼ一致することを示している. 同じくネバダ州ディキシーバレーで土壌中の水銀とヒ素の濃度分布を検討したところ水銀はプラヤ ( 塩水カミ蒸発した低地帯 ) 付近で低く扇状地堆積物のところで異常が認められヒ素はプラヤ付近の断層沿いに異常が認められることが判った. ノ ワイ島のプマで土壌中の水銀を調査したところその累積曲線は第 13 図のように校り4つの地域に区分でき

6 一 27 一深度廿 ( フイー / 重鉱物の市状分 O 嵩ど 1000 轡 2000 Iケイエ線れん石工重晶石 ( ヒ コ उ 㐰 उ 墨 1 緑れん石ケー 5000 詣楓 1 重晶石 (. 㘰 उ 㜰 उ 㠰 उ 汬 9000 I 重晶石 (. 9092' 最終深度重鉱物の帯状分布重鉱物中に異常濃集破砕帯した化学元素 アンチモン 1 緑轄重石 ( ) 9092( 最終深度 ) 1 緑れん石ケイ酸塩 1 重晶石 (1) ll/1 塩 I 重晶石 (1 漆度重鉱物の帯状分布重鉱物中に異常濃集した ( フ行ト 化学元素 華 1000 轡 ' 2000ト 3000 嶺 爽 I 破砕帯 : 鉱化亜鉛 ヤ星 6000 冬蟻 11 ド1アール嚇破砕帯鉱化帯. 鉱化帯第 11 図ディキシーバレー DF45-14 孔の鉱化帯ㄵ 㔰角 アハ ート贈く㔰 少し風化した 溶岩土壌溶岩 / 噴石地熱地帯石質 / 岩石質黛泥土㔰第 13 図プナ地域の土壌水銀の累積曲線第 12 図ディキシーバレー DF66-21 孔の鉱化帯 ることが半 u った. 土壌申の水銀濃度を地熱探査の一環として米国のディキシーバレールーズベルト目本の野矢の3 地域で検討した結果水銀の高異常地域はいずれも高い地温勾配を示す地域と一致することが判った ( 第 14 図第 15 図 ). アラスカのペリグリム温泉で土壌ガスとしてのヘリウム濃度を測定したところ地温勾配の高い地域でヘリウムの高い値カミ得られた 物理探査カルフォルニア州ロングバレーで室中熱映像 ( 使用波長はユ0-12μm4,5-5.5μm) をした結果抽出された熱異常帯は6-30mm深地温の高い分布域と一致した. ネブラスカ州の低温熱水の探査アセスメントにおいて熱流量データのコンパイルは大変有効な手段であった 熱流量データから求めた垂直断面における等温曲線は第 16 図に示すようたものであった. アラスカ州ウナラスカ島サマーベイ地域の温水の熱源を検討した結果北酉方向の断裂に沿って貫入した岩脈状のマグマに起因していることか判った 第 2 表地化学温度計による地熱貯留層の推定温度地化学温度に基づく推定貯留層温度アクネシウム生成の ( ) 補正自由エネルギー挑地 ( 巾 6 し忌忌逃, x 緋蜘拙硝典典半ミ型ミ嗅 1J1 轟 1( 暮肖き1 逃奉賛亨篭醤くく )) ミ壮穴穴 ヘム箏箏 ( 喪 o 刊 o 甘 ) 尖 e 梢 ρ 肖寧華悼倶楽牒担髄埠黒水ヒ水八八串蝿艦押㑎 ⴴ ぅ 㔰䍂ㅓ 1 固一 43E-9CBB1S 5S-3ξE-26DAB1 6S_41E-19BムA1S gs-38 亘一 211 Dム1S 13S 一々 1E'7ACA1S 14S-36E-27CDA] 一 S 1 屯 S-39E-36ムD 且 1 15S-35E-3ムA] ヨ1S 15S-39E-8BDCユS ㄷ䉃䐱 15S'ξ4E'13CCA1S ユ6S-36E-10BBC1S 茗 49,0 ⰰ 㐰 ⰵ 㐲 鮎.5 㜶 ⰰ 鮎.5 ⰰ 㜷 ⰰ 㠲 ⰰ 㐷 ⰵ 20ξ ㄹユ85 ヘクタール㠀 2ユ1 㘀 㠀ㄷユ76 㤀 㤀 ㄹ 㤵フ5 㐵㘸㤸㜲㜳㔴 㤀㜳㔷㠰㐲 6 毛㜰㠲㘀㘲ㄲ㔀㘵ユ25 ㄵアハ ート㠶㜸 ( 呂 ) ( ヨ ( ヨ ) 㔱フ7 ヒ コ㤷フィート㤷ユ28 㔵㐷ㄹ 2ξ.0 フィートⰸ フランⰴ 27. 屯 ⰴ ⰲ ⰹ ヒ コ 㔮㔬 ⰳ ㄱㄱ㘀 1 毛 0 㠀ユ43 ㄳ㠀ユ56 㤷ㄲ ヘルツ㐱ㄵ㠀ㄳ㔀自由エネルギー,9 ユ.O ユ.5 -O 考 1. 工一〇.1 ⵏ 楏 2. 単一〇. 毛伮アハ ートㄬ㔀楏 ⵏ ⵏ 㔀 ⵏ アハ ート 1 値は理論的平衡からのエネルギー差 ( キロカロリー単位 )( 十 ) は過飽和を示し ( 一 ) は不飽和を示す計算はコンピュータープログラムSOLMNEQ(Kh 蛆 akh 皿 dbames,1973 に基づく 2 温度はもっと高いかもしれない : 測定が口元で実施できなかった 3 推定貯留層温度が地表の温度よリ低かった

7 一 28 一フィート〱㕠 スケールフィート〱㕠 宇ヘクタールメーター第 14 図日本の野矢地域の土壌水銀濃度一岬卯 8 支ケール ハ ーセント篤 15 図日本の野矢地域の地温勾配 ( F/100フイ 一ト ) メーター工 2 ねㄵね T 一 G d 21oc/ km T 第 3 系ゆ一 G 蝸 a 一帖 %/ km 2km T 一 G 眺 が / km Kp-c 棚 4ボ / km附一 軌一 2%/ km地点茸 1の温度曲線深部坑井の温度曲線熱流量測定地点 #1 Q 50 仙 2 深部調査井 150m T 一 d. 星 2ioc/ km Kザ 蝸 d. 巨 ψデ / km吏 p&k 白亜紀頁岩胴橭倱猀偃最白亜紀ダコタ層群ジュラ紀頁岩古生代炭酸塩岩先カンブリア紀花岡岩, 片麻岩地点 #2の温度曲線 ` 一一一 25 一一一一一一 _ 一一一 一 50.. 一... 一一一 一 75' 一. 一. 一一〇一一 io 〇一一 一一 ~ ゆ一 一 ぺ熱流量測定地点 #2 Q 5o 刷 / 子 Kn 一一一一一. Kd 漀 12 一 15 J 皿 一 一 PユS 胸 io 1k 面一 2km. コkm 笀第 16 図ネブラスカ西部デンバージュルスバークベースンの地温分布

8 匝一 [ 雫レベル 1000nl, イ氏享盟物理検層 4 本オームデータ読取リ野外データ収集 ( 温度測定 ) 調査試験測定 ( 地球物理的 )2 % トン車連続記録計一マイクロプロセッサー甲亟戸データ収集荷灘幕式確認データベース簿記 3 整埠 計算作図 作表補正 ( 地形補正 ) 補足テータテータ㐀 ( 熱伝導率 ) 変形 ( 熱流量 ) 室内測定モデノレイヒ ( ン 款妄 1コノ ) テータ解析解釈 ( 熱流量図と断面 ) 報告者結論議論 6 第 17 図地熱データ収集のための概念的な流れ図熱流量や地温勾配のデータベースをつくるため第 17 図に示したような流れ図に基づき第 18 図のようなものを作成した. アイスランド南西部のベンジル地区において電気比抵抗を測定した結果地熱地帯はすべて低比抵抗域となっ 4000m. 高温 (150-26ぴC) 2 伝導体データの精度点検確データのプリントプロット 600m, 低温, 高温 ( ユ1ぴ,20ぴC) 4' 本オーム䡯 圧 m] loo lop ;oo 潯怵 60 i7 怸 900 `lo 6 万回心位置点検コンピューター保管システム第 18 図地熱データベースの一例だ. また杢中磁気測定では地熱地帯は熱水変質のため負の異常を示した. アイスランドのレイキャネス半島西部でシュランベルジャー法で電気比抵抗を測定したところ第 19 図のような結果を得た. ここで低抵抗帯は地震頻発帯と一致していることよりプレート境界部に相当しているものと思われる. SVARTSENGIの地熱発電プラント ψ '6' 戸 εムエ凡例蘭 Ω コ 1 Ω 睡藪 一 Ω 騒鰯 Ω lloo 第 19 図ㄲ電気比抵抗断面図フ ッシェル 7θ9-m

9 一 30 一ㄵ浶ㅏ伀㔰 B_ 一 B' 㔰き伀ㄱ深 I 竺 1 土... 一... M2000 1/ )1/ 伽 q ρ:/ 3000 一 一 レ電源 =O.37V 第 20 図板状モデノレに基づいた自然電位の理論値と実測値送電線て!. 第四紀火山 ( 安山岩 ) の境界 神ノ ' / トン2 0POAの大略の境界へ.. 川冊 ''' 1. 一. 一 lm / ぶヤ 卜 1 )1 ~ 拙蝶儀 1 1 寸 㠀 㠀㠯㠯㜹㠯㠯㜹 ㄵ愀第 22 図 2θθを5θ a 温度 (T) ターミナル地熱地域のNo.1 孔の温度検層 10ドM 一 δポーレrダーのみで検出できる断層レーダー及びその他の画像で検出できる断層 地質境界. 噴石丘 一一 ` 推定断層上の火口配列 一 一 確定断層上の火口配列第 21 図シーサットレーダー映像ヴァージニア西部で重力室中磁気温度勾配を測定した結果ローマトラフは深部に潜在する古い堆積盆であることが判明した. フィージー島ランバス地区で得られた自然電位のデータを説明するために第 20 図のようなうすい板状のモデルを考えた. ノ ワイ州マウイ島で13 本の側線に沿って自然電位の測定をした結果ほとんど地形や人造建築物の影響で説明づけることができた. ネバダ州グラニット山地では南北性の正断層系が直 レーダー投射方向佐佁䝍刀 LO R 䵌伀䵈䝍㡌䤽䍌䘀ㅓ吀䵅佌䬀古期板状撤橦岩質安山岩グラス山流紋岩リットルグラス山流紋岩メディスン湖デイサイトホフマン山デイ サイトグラス山デイサイトバーント玄武岩溶岩流カラハン玄武岩溶岩流インディアンスプリング火山灰メディスン湖接火山岩に破れているため地熱貯留層がどこに形成されているか探すことカミ重要な課題となっている. 今回重力磁気自然電位土壌水銀熱流量を検討したカミ貯留層の位置を決めることはできなかった. ニューメキシコ州北酉部のヘイメス山地でシュランベルジャー法による電気探査を行った結果 3つの低温地熱地域を見い出した. これらの地域は温泉や若い火山岩の分布域と一致している. カルフォルニア州グラス山地でシーサットレーダー映像調査を行った結果第 21 図のように種々の線構造を認識することができた. 3.3 地熱モデル カルフォルニア州ターミナルカイザーの地熱井の温度検層で第 22 図のような結果を得た. こ. れは フィート深で水平方向の熱水流動が存在することを示しているので熱流量や地化学温度のデータを参考に第 23 図のようなモデルを考えた. カルフォルニア州インペリアノレバレーのブロウレイ東部地域は地表徴侯は認められないものの重力の正異常高熱流量低抵抗などのデータから有望た地熱地域と考えられる. カルフォルニア州ガイザーズにおいて今までに明らかにされた事実は1 熱源はマグマの貫入による2 帽岩

10 一 31 一ワーカー 0" 末端間欠泉 o 窮麦簑劣 二 ( 咋率籔籔 象い 1 トン一一一. 柳一ま 1 州 o 一句 111.1ノ ぐ一._.!1 OO' 一 ' '' 1 紳 O' 塩化ナトリウム熱水 (~41ぴF) 州一 一 7000 一 8000 一 温度 ( F) ぺ 4)// 曲線 A,B,C,: ワーカー 0" 井での温度回復曲線ぺ孔底温度 一ト い / 年平均気温と孔底温度から計算された地温勾配 4.8 F!lOO 第 23 図温度検層データ ( 第 22 図 ) を満足させる水理モデル 12 一 4E はセルフシーリングで形成された3 貯留層は破砕されたフランシスカンの地層である4フランシスカン複合岩体は第三紀初期にはプレートのサブダクションによりグレートバレーの基盤をなした海洋地殻の下へ押し込まれていた5グレートバレー系は貯留層と衣りにくい 6 垂直方向の不透水層が若干存在する7 貯留層は最初熱水系であったカミ地表の温泉カミ貯留層の圧力を下げることにより蒸気卓越型となったなどのことである. 九州大学の林氏たちは地熱系の評価法の一つとして下記のよう次式で表現される活動係数 (AI) なるものを提案した. =(1-Tわ一丁刎 )/(Tト丁星) 100 2) 但し n: ある深度における水圧下の沸騰温度下閉 : 地化学温度計や液体包有物温度から推定される最高温度 Tg: 地温勾配 3.c/100mと仮定した場合のある深度での推定温度台湾の地熱地帯は第 24 図に示す通りで地熱井の温度検層から貯留層の存在が予測された. タトン火山群 1.Ckmln 解 ~1 zτ 齢 瑚 ' 幽州. 喚師欄無碧燕皐十冬閉陣酬邑働 1 制哩胴第 24 図台湾の地熱地帯地熱貯留層のシミュレーションの確度をあげるため貯留層への注水放射状の流れ断層を通る流れ2 次元または3 次元の多相流体などの条件を考慮して数値解析を行った. その結果は第 25 図に示す通り測定値とほぼ一致するものであった. リオグランデリフト地熱地域で予想される地下の熱対流を温度検層のデータからシミュレートして第 26 図のような結果を得た.

11 一 32 一ケースB:2 相 ' उउ 漉 उ o o 喝必 X エンタルピー 6664 地 62 尾 60 切 1 綱 X उक़उउ㠱 㘱 アハ ート o 南 XX o ヘクタール 口 飽和度沿 㔶 उउउ 茎 15. 玉ミバ䠀第 26 図水平距離 km 数値解析により求められた等温曲線トン /r2, 日数 /m2 ヒ コउउउ 圃 28 中SEAFT79oSTANFORD उउउ 䝅煔剁乓 口 S3X 互 NT 止 RCOMP ケースB2 相 (26ミ 24J.22 只出 2018 水 kh=80,000md-ftq=16.7kg / COREYkr W 墨 トン / 2, 日数 /m2 11OoユO 第 25 図トン /r2, 日数 /m2 実測値と理論値の比較ネバダ州エノレコ北方 95kmに位置するタスカロラでの 12 日間の自然地震観測により第 27 図のような発電機構のデータを得た また地震断層が広範囲にわたる液体飽和地域と密接な関連をもっていることも明らかになった. 日本め阿蘇湯の谷の地熱モデルとして第 28 図に示されるような断層支配型の蒸気卓越モデルが提唱された. アイスランド南部セルフオッスでは1948 年以来家碍暖房として地熱を利用している. ここの地下水には塩素濃度の高い熱水と低い冷水とか存在していてポンカルデラ壁爀湯の谷二酸化炭素 /. 硫酸水噴気及び酸性硫酸水. 爀ユO1 中岳火口過. 流紋岩潅蝉. 葛凹卵 351 u 亀匝呂り寸匝一ムム1 1 ム HWY 1! ol17ムムキ軸 i ㄉ ㄉ 魁 1 1 J. 公 苛 3D 之へ ハ ーセント 2 蓼軸秀一 4 脳 1 一 _ 一推定断層面隻 8 圧縮 引張一一南傾斜方向遜栃の木温泉第 27 図一一南傾斜方向タスカロラで得られた自然地震の発震機構プで汲み上げをはじめたら互いに混じるようにたった. その原因は坑井カミ冷水の下降域に位置していたためと思われる. 日本重化学工業 ( 株 ) の吉田氏は会議には参加されなかったカミ講演要旨集に日本の濁川の熱水の化学成分について発表している その中でカルシウム硫酸炭酸の濃集は無水石膏方解石の溶解によりまたナトリウムカリウムの濃集は曹長石とカリ長石またはカリ簗嚢絡雲簑ヘクタール慧 ;τ 篇ハ ーセント二簑ることができ深部塩水安山岩 _ 一熱第 28 図日本の阿蘇湯の谷の地熱モデルる ( 第 29 図 ) このよう狂水平流動の影響を考える上で流動係数 α=k/γ"c 一 (3) 但し K: 岩石の熱伝導率

12 一 33 一 o 温度 ( ) 5,OI;202; ヨO 回キロ回 トン へキロ 〆 へ竈 幽 30 オレゴン難い糊,, ^OO.m 冊㔰㘰第 29 図温度曲線にみられる水平流動の影響 γ: 流体速度 ": 流体の単位質量 C: 流体の熱容量を考慮して次式のような解を求めた. 巫 1 τ( γ ) 一 1 φ[ 鵠 一 ( ) 但し x1 流入点からの距離 Z: 地表面からの深度 1: 帯水層の深さ Tα: 帯水層中の流体の温度乏 : 時間この解の一つを第 30 図に示す 3.4r 坑井試験 地圧型の地熱貯留層での塩水の還元は経費的に2 倍程度高くなるがメタンの回収率が3-10 倍になるので経済的に有利と判断される. 坑井内の熱水供給層準と流動方向は圧力検層データと静水圧における圧力データとの比較から求められることが判った. セメントボンド音波検層は第 31 図に示すようにケーシングと坑壁との密着度合を適確に知る上で重要である. この検層装置を改良して275.C 以上でも使用可能とさせた. メキシコ湾岸の地熱井で地層水の塩濃度を知るためS P 検層を行った結果実際の値と大きく違った. そこで頁岩中のナトリウムイオン移動係数と泥の比抵抗とを考慮して改良したSP 検層法を開発した. 日本の大沼八丁原大岳でのトレーサー試験のデー 5 囹 1 回 O 昌 )1S 藺挫賭 何回宇田 3 田日温度 ( ) 何 204 日 6 回 8 画 104 㔰イも 1m0; mm05 咀固 000 第二 0 図理論的に計算された温度曲線の時間変化 ( 年単位 ) X=O,α=O.13として嚢 一ミケーシング糞 {, セメント送信機嚢 / 一ス恋ケーシング信号地膚信号受信機地層 齪ケーシング1 地層 1 10 o 秒部位一 i 一一一七メノトされていなL 部分ではケーンケーシング信号及ぴ地層億号がともにイ氏いj 藷含は '{ イフの密措はよいが工也層への密蒲が悪いことを意味する 第 3! 図セメントケーシング信号が低いことは七メントヘの密着がよいことを意味する 地層イ. 亨号が強いことは セメントと地層の間の密蒲が良いことを意味する ボンド音波検層とその記録タを参考にして ( 第 32 図 ) フラクチャー流動モデルで数値解析したところ実測値とよく一致する計算結果を得た ( 第 33 図 ). ニューメキシコ州フェントンヒル計画で300 を越える蔦温岩体の温度測定は大変困難であったが温度検層と坑井内測定でよい結果を得ることができた. ラフトリバーで注入試験をしたところある浅い坑井では注水に対応して圧力増加が観測されまたある坑井では堆積物の塑性変形に伴う圧力降下が観測された. デジタノレ式坑井検層は種々の岩相変質度破砕度などを知ることができるのでカッティングスによる岩相決定を補完するものとして有効な手段である.

13 一 34 一偐洀〵ユ5 PPmユ.00.5 `. ' ミ. उध ॠ 一. 一.`. アール. 1 月 2 月 3 月一 4 月 5 月 6 月第 32 図 3 月 4 月 5 月 6 月目本の大沼地熱地域でのトレーサー試験の結果 3.5r 貯留層の化学と工学 断層に賦存する熱水系を第 34 図のように二次元でモデル化しその温度勾配の時間的変化を計算して第 35 図のよう衣結果を得た. ニューメキシコ州フェントンヒルで人工的に造られた熱水循環系は臭素 82によるトレーサー試験によりその経路がよく認識された. ニューメキシコ州バイアスカルデラ内のバカ地熱地 Z Z 地表 T 岩石 1 (C1 人 1 O ξ ' 三市水 1:11 紬 1ヘ ーシ ζ~ 昌鮎 : 熟一 { 二漱三船岩石 2 川 ρ2c2 人 2 lll 岩石 2 川ト1 川川 उㄱㄱㄉ, 葦 b 中 で第 34 図断層賦存型の地熱モデル τ 睨雷州州 Tb1 ㄬ伉 उउउउ 8 उउउउ 0 ` 帯水屑甘 二 ' 製ふ.0 1.α ξ 1 欄伽.1.1 Oo30. 鳴 γ 国 1 旧は 18 ω 剛. τ 奄 'o05 羽 1る 狗 3β τ 上阯 0τI τ 一 1 第 35 図 0τi τ01 数値解析により得られた温度勾配の時間変化伉 उउアハ ート ऱउउ 08 ムt/t O. 工 ~1.O' 蟄 0.1ずつの増加重憩 06 樉 उउ 二 二山 伮 उउ O ,081Ω9. 1Ω 第 33 図 㜮〸 㤬〱 伀時間割れ回流動モデルにより計算されたトレーサー濃度減衰曲線域で詳細な圧力温度検層が行われて第 36 図のようなモデルがつくられた. インペリアノレバレーの地熱井で貯留層へ別の新しい水を注入したところ硫酸塩カミ沈澱した. 地圧型の地熱貯留層の経済性を検討するためルイジアナ州南部の帯水層を例に数値解析したところ生産効率は配管の太さ地層の割れ目密度空隙率初期圧力などに大きく影響されることが判った. イーストメサの地熱井でフラッシュ圧力を測定したところ17-345psiで従来言われていた圧力より高かった. これは二酸化炭素などの非凝縮性ガスによるものと思われる. 地熱系の二酸化炭酸含有量は液体中よりも気体中に濃縮するため熱水中の二酸化炭素含有量は貯留層よりも一般に低くなる. 密度検層と中性子検層の対床性から貯留層中の蒸気特性を知ることカミできる. またガンマー線検層からは岩石の熱水変質度を知ることができる. 塩水を地下に還元する前に浮遊性固形物を除去するため第 37 図のよう放除去装置を製作した. メキシコのセロフリユートのデータを基に地熱貯留層をシミュレートして計算した結果第 38 図のような圧力減衰曲線を得た. 帽岩 等温些虹 ワット 1 ビキロ一一 / 飽和曲線 (2 相の場合 ) または圧力過剰 ( 液相の場合 ) 第 36 図バカ地熱貯留層の概念図

14 タンク μ o スプレーシスァム低圧無気流入口高圧熊気流入口亡温水流入口第 37 図 { マンホール浮遊性固形物の除去装置火かき粉末令火かきモーター淡水タンクㄱ㔀 ε 潧㔀 戰㕧伀只 85 出 80 㜵㜰㘵ニューメキシコ州フェントンヒルで人工的に作った貯留層を用いて286 目の流動試験が行われた. 3.6 その他の分科会 日本関連の発表としてはr 地熱の直接利用 の分科会およびポスターセッションで防衛大の関岡氏が岩手県雫石町での熱水利用計画について講演した. 4 会議の終った後で 10 月 29 目の午前中で会議カミ終了した. その午後にドレッサーというヒューストンに本社をもつ掘削検層関連の複合企業が日本人参加者を会社見学に案内してくれた. 会社の実験室やトレーニングセンターを見せてもらったがいずれも機能的につくられていた. この会社は石油産業とともに育ってきた長い経験を生かして高い技術水準を確保しているようにうかカミえた. 現在の地熱開発において貯留層の実体把握ということが最大の焦点とたっていることを考乏ると日頃検層などにうとい私〵ㄵ ヒ コ 時間 ( 年 ) 第 38 図セロフリユートでの今後 30 年間に予想される圧力減衰にも地熱分野での検層技術貯留層評価技術の重要性カミ痛感させられた. 10 月 30 目はヒューストンの市内観光を楽しんだ. 午前中はダウンタウンを見学しガイドから歴史などの説明を受けた. その英語はよく理解できなかったカミ短かい歴史しかないアメリカであるが故に歴史を大切にしようとする心意気は十分感じとれた. 午後はアポロ衛星で有名になったジョンソンスペースセンターを見学した まず広い敷地内に入っていくと野外に3 本のロケットが展示してある 2 本は10メートル程度の小さいものであるが残りの1 本は100m 程度の長さのある三段式ロケットで目の当りにするとすごい迫カガミある この他敷地内には宇宙航空士トレーニングセンター衛星との交信をする指令室種々の展示館なとたくさんの建物カミある. 短い見学時間であったが展示カミ見学者のために十分配慮されていたのでアポロ衛星に乗って月面に立つ自分の姿をしばし夢みることができた. 写真 3ドレッサー工業株式会社写真 4ジョンソンスペースセンターの月回ケット

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