水圧破砕法による初期応力データの品質について; 花崗岩における実測結果に基づく高剛性装置の適用性と最大主応力値の評価

Data quality of in-situ stresses by hydraulic fracturing method; Applicability of high-compliance system and evaluation of maximum stress based on the results in granite

佐藤 稔紀  ; 丹野 剛男; 引間 亮一; 真田 祐幸; 加藤 春實*

Sato, Toshinori; Tanno, Takeo; Hikima, Ryoichi; Sanada, Hiroyuki; Kato, Harumi*

日本原子力研究開発機構では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として、水圧破砕法による初期応力測定を実施している。水圧破砕法については実績が多いものの、国際岩の力学会のSuggested Methodsにおいて指摘されているように、主応力値を算定するパラメータの値に大きな誤差が含まれていることが課題となっている。本報告では、従来型の装置で測定した結果と、上記の課題を解決するために高剛性の装置を適用して測定した結果を比較した。最大深度1000mまでの花崗岩を対象として57回の水圧破砕試験を実施した結果、従来型のシステムでは35%のデータが低品質であった。高剛性型のシステムでは、ボーリング孔内で流量を測定したことにより、従来型のシステムと比較して、データの品質が向上した。従来型のシステムによる測定結果から算出される水平面内の最大主応力の値は、約23%大きく算出されていることがわかった。

Hydraulic fracturing has provided many determinations of in situ stress, but also include many errors in data obtained, as the ISRM suggested. This report provides a comparison of the data obtained by the conventional hydraulic fracturing method with those of a new high-compliance system. Analysis of the results of 57 hydraulic fracturing tests in granite to a maximum depth of 1000m, indicated that 35% of the data obtained using the conventional system is low quality. In addition, the maximum horizontal stresses calculated using the conventional equation is overestimated by about 23%. In contrast, the data obtained with the new system is better quality compared with the conventional system, because flow rate of pressurization is measured in the borehole near the test section rather than at surface, thus reducing compliance in the system and the inherent errors introduced in the stress calculations.