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成果報告書詳細
管理番号20190000000080
タイトル平成30年度成果報告書 超臨界地熱発電技術研究開発 超臨界地熱資源先導調査
公開日2019/5/17
報告書年度2018 - 2018
委託先名三菱マテリアルテクノ株式会社
プロジェクト番号P18008
部署名新エネルギー部
和文要約件名:平成30年度成果報告書 超臨界地熱発電技術研究開発/超臨界地熱資源先導調査

超臨界地熱資源先導調査は、既往調査で高温度が確認されている地域において超臨界領域の地熱構造を解明することを目的とする。
本調査では、既往調査で300℃以上の高温が確認されている岩手県八幡平市安比地域を対象として、既往調査結果の整理、MT法電磁探査、総合解析を実施し、超臨界領域の地熱構造を推定した。
1.既往調査結果の整理
最初に、他の地熱地域での深部の調査事例を収集し、特に比抵抗構造の解析・解釈例を整理した。その結果、多くの地熱地域で深部に低比抵抗帯が検出され、それらは熱源に関連すると解釈されていることが判明した。次に、安比地域での既往調査結果を収集し、地熱系概念モデルのレビューを行った。安比地域は陥没構造で特徴付けられ、陥没構造南縁部に地熱貯留層が確認されており、南方に向かって温度が高くなる。安比地域の実測最高温度は、N14-AP-5の深度2,165mでの349.9℃である。安比地域の地熱系は、陥没構造南方に位置する安比岳の深部に熱源があり、地下に浸透した天水が伝導熱により加熱され、陥没構造南縁部の断裂を通じて上昇し、亀裂の発達した箇所で地熱貯留層が形成されているものと考えられている。
2.MT法電磁探査
MT法電磁探査は、高温部と推定されている安比岳深部の構造を推定することを目的として、30測点での観測を行い、三次元解析により比抵抗構造を明らかにした。その結果、安比岳南東方の標高-3,000mを中心として深部低比抵抗が検出された。深部低比抵抗の出現位置は、既往調査で推定されている高温部の分布と調和的であることから、熱源に関連した比抵抗異常であると推定される。
3.総合解析
総合解析では、既往調査の坑井温度を外挿することにより深部の温度を推定し、MT法電磁探査で得られた比抵抗構造を勘案して、深部での温度分布を推定した。既往調査で考えられている地熱系概念モデルを深部に拡張し、超臨界領域を含む地熱系概念モデルを構築した。本地域では、基盤上面深度とほぼ同じ標高-1,500mで375℃に達し、それ以深で超臨界領域になっているものと考えられる。基盤内は伝導的な温度勾配を示し、高温になるにつれ延性的になり、亀裂が発達しなくなると考えられるが、延性領域でも透水性が激減することは無いという研究結果を考慮し、450℃以下の領域で超臨界地熱資源が腑存すると想定した。高塩濃度のマグマ起源水が超臨界地熱資源腑存域に流動し、低比抵抗を示しているものと推定される。
英文要約Title:Research and development of supercritical geothermal power generation technologies / Leading study for supercritical geothermal resources (FY2018) Final Report

The objective of the leading study for supercritical geothermal resources is to estimate geothermal structure in supercritical reagion at an area where high temperature has been recognized by previous exploration.
Appi area located in Hachimantai city, Iwate prefecture was selected as the study area of this study, where the temperature over 300 degrees Celsius had been recorded by the previous exploration. This study consists of the review of previous study, magnetotelluric survey (MT) and comprehensive analysis. The goal is to construct the conceptual model of supercritical geothermal resources in Appi area.
1. Review of previous study
At the beginning, we collected published papers and data concerning exploration for deeper part at geothermal area, especially examples of analysis and interpretation of resistivity structure, to conduct case study. As a result, at many geothermal areas, low resistivity anomaly was detected at the deeper part, and was considered concerning the heat source.
Secondary, we collected the results of exploration in Appi area, and reviewed the geothermal conceptual model. Appi area has the depression structure, and the geothermal reservoir exists at the southern edge of the depression structure. Observed temperature shows highest value 349.9℃ at 2,165m depth of N14-AP-5 borehole. The origin of geothermal fluid is meteoric water. The heat source is magma chamber of Mt. Appi-dake located to the south of the depression structure. The geothermal system is estimated as follows. Meteoric water penetrates to deeper part and heated by conductive heat. Heated fluid flows up through the fracture zone at the southern edge of the depression structure, and forms geothermal reservoir at fracture developed zone.
2. Magnetotelluric survey (MT)
MT survey was conducted to estimate the resistivity structure at the deeper part below Mt. Appi-dake where high temperature zone is distribulted. The measurement was conducted at 30 stations, and the resistivity model was estimated by 3D analysis. As a result, a low resistivity anomaly was detected at the deeper part below southeast to Mt.Appi-dake. The elevation of the center of this anomaly is about -3,000m. This low resistivity is considered concerning heat source, because the location of the low resistivity is almost coincident with the high temperature zone.
3. Comprehensive Analysis
The temperature at the deeper part was estimated by extrapolation of well temperature. Based on this estimated temperature, the spatial distribution of the temperature at the deeper part was estimated by taking the resistivity structure into consideration. After that, we constructed the geothermal conceptual model including the supercritical region by expanding the existing geothermal conceptual model by previous study. According to the conceptual model, the temperature becomes 375℃ at the elevation of -1,500m which is almost same as the depth of basement rock, and the supercritical region is distributed below the depth. Though the rock property becomes ductile as the temperature increases and hardly causes fissures, we estimate that the supercritical geothermal resource exists at the resion below 450℃ taking account of the research result which says the permeability does not declease dramatically at the ductile region. Magmatic fluid is considered as the supercritical geothermal fluid showing high salinity. The fluid flow up to the supercritical geothermal region, and make the resistivity low.
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