流動電位を用いた地下流体探査におけるデータ解析手法に関する研究

流动势地下流体勘探数据分析方法研究

基本信息

批准号：
10750671
负责人：
田中俊昭
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750671/
关键词：
流動電位流体探査逆解析

项目摘要

地熱貯留層内の地熱流体挙動の把握や地熱地域開発後の安定した地熱流体の生産および還元を行うための貯留層管理、高温岩体発電のための水圧破砕時における破砕流体挙動の把握などでは、経時的に変化する地下の流体挙動を的確に把握する必要性がある。そこで、地下浸透流によって生じる流動電位に着目し、その経時変化を地表で連続観測することにより、地下浸透流の方向、浸透速度を把握できる新しい物理探査法である流体流動電位法の研究開発を行っている。流体挙動の推定では従来非線形最小二乗法が多く用いられている。しかし、非線形最小二乗法では適切な初期値を設定する必要があるため、測定と平行してリアルタイムに解析するためには、問題となる。そのためこれまでの研究で、初期値を必要としない遺伝的アルゴリズムや焼き鈍し法を応用した解析を試み、成果をあげている。測定と同時に解析を行うためには、より解析速度の向上を図る必要がある。そのために、解析に適切な初期値を必要としない遺伝的アルゴリズムと、適切な初期値を与えると収束が速く、解近傍で急速な収束が期待できる非線型最小二乗法を組み合わせたハイブリッド遺伝的アルゴリズムを提案し、本解析に適用して、従来の解析法よりも二倍以上の収束速度を実現することができた。ハイブリッド遺伝的アルゴリズムは遺伝的アルゴリズムと比較して繰り返し計算1回あたりの計算量は増えるものの、収束に至る繰り返し計算回数が格段に少ないため、結果的に計算時間が短縮できることを明らかにし、さらに、解析精度も向上することを明らかにした。

了解地热储层内的地热流体行为、地热区开发后稳定地热流体生产和返回的储层管理以及了解高温岩石发电的水力压裂过程中的压裂流体行为需要准确了解地下流体的行为。随着时间的推移而变化。因此，我们通过关注地下渗流产生的流动势，并在地表持续观测其随时间的变化，开展流体流动势法这一可确定方向和速度的地球物理勘探新方法的研究与开发。地下渗流。传统上，非线性最小二乘法通常用于估计流体行为。然而，在非线性最小二乘法中，需要设置适当的初始值，这给与测量并行的实时分析带来了问题。因此，在之前的研究中，我们尝试使用不需要初始值的遗传算法和退火方法进行分析，并取得了成果。为了在测量的同时进行分析，需要进一步提高分析速度。为此，我们使用混合遗传算法，该算法结合了不需要适当初始值进行分析的遗传算法和可预期在解附近快速收敛的非线性最小二乘法，因为它当给定适当的初始值时，收敛速度很快。通过将此方法应用于本次分析，我们能够实现比传统分析方法两倍以上的收敛速度。尽管混合遗传算法每次迭代需要的计算量比遗传算法多，但达到收敛所需的迭代次数明显较少，从而减少了计算时间，分析精度也得到了提高。