JPH03279595A - 坑井内温度検層システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、坑井内温度検層方法及び坑井的温度検層装
置に関する。より詳細には、この発明は、所定の時間の
みの関数であらわされる坑底温度の理論値と、坑底温度
の実測値との残差の二乗和を最小にする演算により地層
温度を算出するとともに、得られた地層温度の収束性の
検定を行えるため、速かに信頼性の高い推定地層温度を
算出することが可能な坑井内温度検層方法及び坑井的温
度検層装置に関する。

〔従来の技術〕

坑井掘削の終了後、または中断後になるべく速かに真の
平衡地層温度を知ることは、地熱弁、油井、ガス井等の
仕上げあるいは貯留層特性の評価において不可欠なこと
である。

また、掘削時における各種材料（特に逸水対策時）や機
材の選定においても平衡地層温度は重要なデータであり
、真の平衡地層温度を速かに知ることは重要なことであ
る。

従来、坑井内地層温度の検層法としては、ホーナープロ
ット法が広く利用されている。

この方法は、ある深度で連続的に測定された検層時坑底
温度（ＢＩＴ）、検層実施前の泥水循環時間（ｔｋ）及
び泥水循環停止後の経過時間（Δｔ）の三要素から平衡
地層温度（Ｔｆ）を求めるもので、以下の関係式により
平衡地層温度を求めるものである。

ＢＩＴ（ｂｏｔｔｏｍ−ｈｏｌｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅ）　：検層時坑底温度、 ｔ：泥水循環時間。

Δｔ：泥水循環停止後の経過時間、 Ｔｆ：真の平衡地層温度、Ｃ：定数 （１）式において、Δｔを無限大にすると、右辺の対数
項が０になるので、ＢＩＴ　（Δｉ　＝ｏｏ）＝Ｔｆと
なり、真の平衡地層温度を知ることができるものである
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、この方法では、精度の良い結果を得るために
は泥水循環停止後１２０時間以上までの温度測定データ
を必要とするため、時間がかかるという欠点がある。特
に地熱地帯のような温度勾配の高い所では泥水循環停止
後の経過時間が短いと精度の良い結果が得られず、信頼
性の高い結果を得るためには泥水循環停止後１２０時間
以上かけなければならないことが常識となっている。そ
のため、速かに精度の良い平衡地層温度を求めることが
できず２特に逸水対策時の平衡地層温度推定の検層方法
として好ましくないという欠点がある。

〔課題を解決する手段〕

そこで、本発明者等は、短時間でしかも精度の良い平衡
地層温度を求めることが可能な方法及び装置を開発する
ため、鋭意研究を重ねた結果、コンピュータを用いて、
所定の時間のみの関数であらわされる坑底温度の理論値
と、坑底温度の実測値との残差の二乗和を最小にする演
算により推定地層温度を算出するとともに、得られた推
定地層温度の収束性を判定する方法及び装置により、短
時間で信頼性の高い推定地層温度を得ることができるこ
とを見出し、本発明を完成したものである。

即ち、本発明によれば、坑井内に設けた温度検層器から
のアナログ信号をデジタルマルチメーター等のデジタル
変換手段によりデジタル値に変換し、コンピュータを用
いて該デジタル値を坑底温度実測データとして取込み、
画面にグラフ出力し、所定の時間のみの関数であわされ
る坑底温度の理論値と、坑底温度の実測値である前記デ
ジタル値との残差の二乗和を最小にする演算により、推
定地層温度を算出するとともに、該地層温度の収束性の
検定を、該地層温度の標準偏差、最新の温度検層時まで
のデータから算出された推定地層温度とその直前の温度
検層時までのデータから算出された推定地層温度との差
、及びデータ数で除した前記残差の二乗和を計算するこ
とにより行うことを特徴とする坑井内温度検層方法が提
供されるものである。

更に、本発明によれば、坑底温度をアナログ値として検
出する温度検層器と、該アナログ値をデジタル値に変換
するデジタルマルチメーターと、該デジタル値を坑底温
度実測データとして取込み、画面にグラフ出力し、所定
の時間のみの関数であわされる坑底温度の理論値と、坑
底温度の実測値である前記デジタル値との残差の二乗和
を最小にする演算により、推定地層温度を算出するとと
もに、該地層温度の収束性の検定を、該地、１】温度の
標準偏差、最新の温度検層時までのデータから算出され
た推定地層温度とその直前の温度検層時までのデータか
ら算出された推定地層温度との差、及びデータ数で除し
た前記残差の二乗和を計算することにより行うコンピュ
ータとからなる坑井内温度検層装置が提供されるもので
ある。

〔作用〕

本発明の方法によれば、坑底温度実測データをデジタル
値に変換し、これをコンピュータに入力し、所定の時間
のみの関数であらわされる坑底温度の理論値と、坑底温
度の実測値である前記デジタル値との残差の二乗和を最
小にする演算（以下、しばしば「最小二乗法」と称す）
により、推定地層温度を算出するとともに、得られた推
定地層温度の収束性の検定を行うため、どの時点で測定
を終了させることが可能かをいちはやく６判断すること
ができる。また、本発明の方法においては、温度測定デ
ータが２個以上取得されると、測定データが増えるたび
に推定地層温度の算出及び得られた推定地層温度の収束
性の検定を行うことが可能であるため、リアルタイムに
その結果を知ることができるのです早く地層温度の平衡
状態を知ることが可能である。そのため、短時間に信頼
性の高い平衡地層温度を求めることができる。

上記の演算により得られた推定地層温度の収束性の検定
は、推定地層温度の標準偏差（σ）、最新の温度検層時
までのデータから算出された推定地層温度とその直前の
温度検層時までのデータから算出された推定地層温度と
の差（以下、「算出地層温度の変化」又は単に「Δｔ」
と称す）及び、データ数で除した坑底温度の理論値と坑
底温度の実測値の残差の二乗和（以下、「データ数で除
した残差の二乗和」と称す）を計算することにより行う
。

本発明において、所定の時間のみの関数であられされる
坑底温度の理論値とは、カーブフィッティング法による
地層温度解析におけるミドルトン（ｍｉｄｄｌｅｔｏｎ
）の考案したモデル（ジオフィジックス（Ｇｅｏｐｈｙ
ｓｉｃｓ）第４４巻、第８号、第１４５８〜第１４６２
頁（１９７９年）、及び同第４７巻、第１５号、第１７
１６〜第１７２３頁（１９８２年）参照）より導かれる
ものである。

以下、カーブフィッティング法−の概略及びミドルトン
の地層温度解析モデルとそれを用いた最小二乗法につい
て述べる。

カーブフィッティング法（Ｃｕｒｖｅ　Ｆｉｔｔｉｎｇ
法）カーブフィッティング法とは、坑底の中心における
泥水の熱的挙動を数学的にモデル解析し、それにより作
成した温度−時間の標準曲線（マスターカーブ）のひと
つと実測温度データとを重ね合わせることにより平衡地
層温度を求める図式解析法である。

第１図の例を用いて説明する。縦軸は泥水温度変化即ち
、検層時坑底温度（ＢＨＴ　：　ｂｏｔ　ｔｏｍ−ｈｏ
ｌｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と循環停止時の泥水温
度（Ｔｍ）との差（ＢＨＴ−Ｔｍ）の変化、横軸は泥水
循環停止後の経過時間を表している。泥水温度は時間と
ともに上昇し平衡地層温度（Ｔｆ）に近づいていくが、
泥水温度の変化のパターンが平衡地層温度と循環停止時
の泥水温度（Ｔｍ）との差Ｔｆ−Ｔｍにより異なること
を示している。図中の黒丸は実測データをプロットした
例であるが、ここではＴｆ−Ｔｍ＝８０℃の標準曲線に
のっていることから、逆に循環停止時の泥水温度の値を
Ｔｍ＝　６３℃とすれば、平衡地層温度はＴｆ＝　６３
＋　８０＝　１４３℃と推定できるというものである。

このカーブフィッティング法のための標準曲線を作成す
る方法として次の２つが考えられる。

■熱伝導モデルによる数学的近似 Ｍｉｄｄｌｅｔｏｎ（１９７９）やＢａｒｅｌｌｉ他（
１９８１）により提唱された近似式に基づいて標準曲線
を作成する。

■熱伝達を考慮したモデル解析結果 種々の状況におけるシミュレーションを行いその温度解
析の結果を理論的な標準曲線として取り扱う。

しかし、■の場合、前述したようにそれぞれ坑井におけ
る掘削履歴など、膨大なパラメータを考慮しなければな
らず、現実のシステムとしては、実用的ではなく、■の
方法により標準曲線を作成するのが実用的である。第１
図は■の方法により作成した標準曲線を用いたカーブフ
ィッティング法による地層温度解析の例を示すものであ
る。この標準曲線を作成するための近似式について、各
種の近似式を検討したが、ミドルトンの近似式が最も現
実の坑井の地層温度回復と近似していることを確認した
。

ミドルトンの地層温度解析モデル及びそれを用いた最小
二乗法 ミドルトンは坑井を第２図に示す様に平行座標（デカル
ト座標）における正方形シリンダーによって近似できる
と考え、泥水循環停止後の坑井周辺の温度分布：　ＢＨ
ＴＣ（Ｘ、Ｙ、ｔ）を次式の様に表現している。

ＢＨＴｃ（ｘ ｔ） Ｔｍ＋”　（Ｔｆ　−Ｔｍ） Ｘ　ｆｅｒｆｃ（−Ｂ２２ｍ τ ＋ ｅｒｆｃ　（’土Ｌ）１ τ 水平面における平行座標 泥水循環停止後の経過時間 循環停止時の泥水温度 平衡地層温度 影響圏半径 熱拡散率 （全誤差関数） ここで、温度測定が坑井の中心（ｘ＝ｏ、ｙ・０）で行
われると仮定すると、温度は時間のみの関数となり、次
式で表される。

ＢＨＴｃ（ｔ）　　＝　Ｔｍ十（Ｔｆ　−Ｔｍ）・・・
・・・・・・　（３） 上式から明らかなように、数学的地層温度解析モデルを
用いたカーブフィッティング法では、ホーナープロット
法による解析で必要となる泥水循環時間が解析に無関係
であることがわかる。

そこで、平衡地層温度の推定は、ある経過時間；ｔにお
ける実測坑底温度データ；　ＢＨＴ。

（１）と（２）式より算出される坑底温度の理論的計算
値；　ＢＨＴｃ（ｔ）との残差二乗和を最小にするよう
にパラメータ（Ｔｆ、　Ｔｍ、α）を非線形最小二乗法
によって求めるという問題に帰着させられる。すなわち
、次に示される条件を満足するようなパラメータ（Ｔｆ
。

Ｔｍ。

α） を 求めるものである。

（４） ただしｎ ：実測坑底温度データの数 ここで、パラメータ； αは影響四半径；−Ｒ と熱拡散率；に とで定義される熱特性であり、 次式で表される。

α＝」− 「Ｋ （５） ただしλ ：熱伝導率 ρ ：密度 ：比熱 〔実施例〕 本発明の一実施例として、本発明を応用した坑井内温度
検層装置の概要図を第３図に示す。

第３図において、１は、坑井内に設けた温度検層器であ
る。２は、温度検層器１からの信号を測定坑底温度に対
応する電圧値に変換する温度測定用モジュールである。

３は、電源供給装置であり、４は、ペンレコーダーであ
る。５は、温度測定用モジュール２が変換した電圧値を
デジタル化するデジタルマルチメーター（ＤＭＭ）であ
る。６は、コンピュータであり、デジタルマルチメータ
ー５が変換したデジタル値をインターフェイス回路（Ｇ
Ｐ−ＩＢ　Ｉ／Ｆ）　８を通して坑底温度測定データと
して取込み、所定の時間の関数であらされる坑底温度の
理論値と、先に取込んだ坑底温度の実測値との残差の二
乗和を最小にする演算により推定地層温度を算出すると
ともに、得られた推定地層温度の収束性の検定を、推定
地層温度の標準偏差（σ）、算出推定地層温度の変化（
ΔＴ）及びデータ数で除した残差の二乗和を計算するこ
とにより行うものである。本実施例に於ては、坑底温度
の理論値はミドルトンの地層温度解析モデルより導いた
ものである。推定地層温度の算出及びその収束性の検定
の演算はインバージョン法で行った。コンピュータ６は
、坑底温度測定データを取込んだ後、そのデータをファ
イル（例えば、フロッピーディスク１０）に記録後側面
にグラフ出力することができる。７は、測定結果および
計算結果をハードコピーとして出力するプリンタである
。８は、上記のとおりインターフェイス回路（ＧＰ−Ｉ
Ｂ　Ｉ／Ｆ）である。９は電源安定化回路、ｌＯはフロ
ッピーディスク、１１は深度計、１２は坑井及び１３は
アーマードケーブルである。

温度検層器１．温度測定用モジュール２゜電源供給装置
３及びペンレコーダー４は、アナログ式温度検層システ
ムを構成するものであるが、通常のアナログ式検層シス
テムとして用いられるものを使用すれば良い。なお、温
度検層器１としては、サーミスター型温度計を用いるこ
とが精度を良くする上で好ましい。デジタルマルチメー
ター５は、上記アナログ式温度検層器システムのアナロ
グの温度データをデジタル値に変換するものである。

デジタルマルチメーター５の型については特に制限は無
いが、本実施例では、（株）アトパンテスト社製ＴＲ５
８５１を用いた。コンピュータ６は、デジタルマルチメ
ーター５によりデジタル化された坑底温度実測データを
取得し、該データから以下に述べるプログラムにしたが
って演算を行い、推定地層温度の算出及びその推定地層
温度の収束性の検定を行うものである。コンピュータ６
としては以下に述べるプログラムの処理を行うことがで
きるものであれば特に制限は無いが、本実施例では、Ｉ
ＢＭ互換互換レインタフェイス回路Ｐ−ＩＢ　Ｉ／Ｆ）
付のものを用いた。本実施例におけるコンピュータ６の
仕様を第１表に示す。

第１表 本発明の地層温度解析プログラムは以下の機能を有する
ものである。また、概略のフロー図を第４図に示す。

第４図において、１４は、プログラムの開始である。１
５は、機能選択である。１６は、リアルタイムデータ取
得および解析プログラムであり、データ取得条件に従い
デジタルマルチメーターからのデジタル値を坑底温度実
測データとして入力するとともに、前記解析条件に従い
リアルタイムに入力データから推定地層温度を算出し、
得られた推定地層温度の収束性の検定を行うものである
。１７は、データ取得プログラムであり、データ取得条
件にしたがいデジタルマルチメーターからのデジタル値
を坑底温度実測データとして入力する。

１８は、データ解析プログラムであり、前記解析条件に
したがい、１７で人力したデータがら推定地層温度の算
出、及び得られた推定地層温度の収束性の検定を行うも
のである。１９は、ファイル内容の表示、２０は、日付
及び時刻の設定である。２１は、プログラムの終了であ
る。

また１６〜２０の後に、１５へと戻り５、条件の変更が
無ければそのまま、変更が有れば機能選択により条件再
設定を行い、その後１６〜２ｏを行うことも可能である
。

本発明における地層温度解析プログラムの主要ルーチン
であるリアルタイムデータ取得・解析プログラム１６、
データ取得プログラム１７、及びデータ解析プログラム
１８について更に詳しく説明する。その機能フロー図を
第５図に示す。

（Ａ）　　取得／解析条件入力 （ａ）サンプリングレートの入力 第２表に示すデータサンプリングレートパターンからど
のパターンを使用するかを選ぶ。

（ｂ）終了条件の指定 自動又は手動で測定を終了させるか指定する。

（ｃ）測定終了時間の指定 自動終了を指定した時の測定終了時間を、測定を開始し
てからの経過時間で指定する。

（ｄ）演算に使用するデータ数の入力 演算を行う際に、使用する測定データの数；ｎを指定す
る。また、データ数がｎ個以下の場合は、ｎになるまで
全データを使用し、ｎ個以上になったときに、最新のデ
ータよりｎ個のデータを用いて演算を行う。

（ｅ）標準偏差算出に使用するデータ数の入力 Ｔｆの標準偏差を算出する際に必要な測定データの数；
ｎを指定する。

第２表 データサンプリングパターン （Ｂ）　　演算（推定地層温度の算出及びその収束性の
検定） 本実施例では、演算はインバージョン法により行った。

演算を行った結果を画面に表示する。表示例を第７図か
ら第１２図に示す。以下に表示内容について記述する。

（ａ）取得データ数；　（Ｎｏ、　ｏｆ　Ｄａｔａ）（
ｂ）使用データ数；　（Ｎ） （ｃ）最新測定温度データ；　（Ｔ（ｎ））（ｄ）演算
結果 一推定地層温度；　（Ｔｆ） 一泥水循環停止時温度；　（Ｔｍ） −熱特性；　（α） 一残差二乗和；　（Ｓｕｍ　ｏｆ　５ｑｕｒｅｓ）−イ
タレーションの回数； （Ｎｏ、　ｏｆ　Ｉｔｅｒａｔｉｏｎ）（ｅ）グラフ出
力 −演算により求められた温度曲線及び実測温度データ ー温度回復時間にともなうＴｆの変位曲線−温度回復時
間にともなう推定地層温度評価パラメータ曲線 ・推定地層温度の標準偏差；　（σ） ・算出推定地層温度の変化（Ｔｆｎ−Ｔｆｎ−１）（Δ
ｔ） ・データ数（ｎ）で除した残差二乗和；（Ｓ　ｕｍ／ｎ
） 取得／解析条件再設定 再設定を行うことが出来る項目を以下に示す。

（ａ）サンプリングレートの変更 測定中にでもサンプリングレートを変 更可能。サンプリングレートはサンプリングレートパタ
ーン（第２表）より選択。

（ｂ）演算に使用するデータ数の変更 （Ａ）　−（ｄ）の取得／解析条件入力で指定した値（
Ｎ）の変更。

（ｃ）標準偏差に使用するデータ数の変更（Ａ）　−（
ｅ）の取得／解析条件入力で指定した値（Ｎ）の変更。

（ｄ）データのエデイツト 解析に使用したくないデータがある場 合、データ測定中にでもそのデータを使用しないこと、
画面に生データを表示させながら指定可能。

（ｅ）グラフ出力スケールの変更 温度軸の最大値を５０〜９９９の間で指定（Ｃ） 可能。推定地層温度評価パラメータ軸の推定最大値を２
〜９９の間で指定可能。時間軸の最大値を１０時間、１
００時間そして１０００時間の中から選択可能。

（ｆ）その他 第６図に示す様に、アイドル状態３７であればサンプリ
ング時間が来ると、生データ人力３８ののち演算（推定
地層温度の算出及びその収束性の検定）３９を行い、そ
の後アイドル状態３７へと戻り、条件変更要求があれば
条件再設定４０を行い、その後アイドル状態３７へと戻
る。これに対し、アイドル状態でない時（演算中、条件
再設定中）は、次のサンプリング時間が来ても条件変更
要求があっても、それらを無視して曲線４２に示すよう
にアイドル状態３７を維持する。なお、４１は終了であ
る。

以下第５図に示すフロー図の流れにしたがって本発明の
地層温度解析のプログラムの主要ルーチンを説明する。

第５図中、第３図において使用した相当する部分につい
ての符号は同一の符号で示した。

２２は、プログラムの開始である。２３で、出力ファイ
ル名を入力した後、２４でデータ取得、解析条件の入力
を行う。２５では、２４て入力したデータ取得条件（サ
ンプリングレート等）にしたがい、デジタルマルチメー
ター５からインタフェイス回路（ＧＰ−ＩＢ　Ｉ／Ｆ）
　　（第５図に図示せず）を介してデジタル化したデー
タを生データとして入力し、２５で入力した生データを
２６で坑底温度実測データに変換する。

この坑底温度実測データは、ファイル（フロッピーディ
スク１０）に出力し記録することができる。２７では、
前記の坑底温度実測データを画面３６に表示するデータ
プロットを行う。

坑底温度実測データが取得されると、２８で、２４にお
いて入力された解析条件に従い所定の演算を行い、推定
地層温度を算出する。その結果は、画面３６に出力する
ことができる。

本実施例では、坑底温度実測データが２個以上になると
、データが増えるたびに演算を行い、リアルタイムにそ
の結果を知ることができるようにした。また、演算はイ
ンバージョン法により行った。なお、演算を行うデータ
の個数は、２４で指定された個数を使用する。

２８で推定地層温度が算出されると、２９で、推定地層
温度の標準偏差、算出推定地層温度の変化（ΔＴ）及び
データ数で除した残差の二乗和を計算し、得られた推定
地層温度の収束性を検定する。これにより得られた推定
地層温度の信頼性を判定することができる。また、この
収束性の検定の結果も画面３６に表示することができる
。３０は、終了の機能選択であり、終了の場合には、３
３の画面プリント出力の機能選択へと移行し、プリント
を行う場合には３４で画面のハードコピーを得た後メイ
ンメニュー３５に接続され、プリントを行わない場合に
は、機能選択３３から直接メインメニュー３５に接続さ
れる。また、終了の機能選択３０で終了でない場合には
、３１の条件変更の機能選択へと移行し、条件変更を行
う場合は、取得、解析条件再設定３２を行った後、終了
させるまで２５〜２９を繰り返す。また、条件変更を行
わない場合は、機能選択３１から直接２５へ戻り、終了
させるまで２５〜２９を繰り返す。これらの場合におい
て、終了させてからの流れは、前記のとおりである。な
お、終了は自動終了でも強制終了でも良い。

上記のように、本発明においては、デジタル化した坑底
温度実測データをコンピュータに入力し、所定の時間の
みの関数であらわされる坑底温度の理論値と坑底温度の
実測値との残差の二乗和を最小にする演算により推定地
層温度を算出するとともに、得られた推定地層温度の収
束性の検定を行うため、どの時点で測定を終了させるこ
とが可能かを判断することができる。また、坑底温度実
測データが２個以上取得されると、データが増えるたび
に推定地層温度の算出及び得られた推定地層温度の収束
性の検定を行うことが可能であり、これらの結果をリア
ルタイムに判断することができる。そのため、極めて短
時間に精度の良い地層温度を求めることができる。更に
、データ取得あるいは解析中にサンプリングパターンあ
るいは演算に使用するデータ数を変更し、温度回復の不
安定部分を除去することができる。また、演算に使用す
るデータを測定中に編集し、ノイジーデータを含まない
データを用いて演算を行うことができる。

これらの機能により、更に信頼性の高い推定地層温度の
算出が可能となるものである。

以下に、本発明の坑井内温度検層方法による坑井ＴＳＴ
２の深度８００ｍにおける推定地層温度の計算結果及び
得られた推定地層温度の収束性の判定結果を第７図〜第
１２図に示す。

第７図、第８図及び第１０図は、泥水循環停止後の経過
時間が１２０時間までの温度検層データ（データ数７個
）からの推定地層温度の計算結果及び得られた推定地層
温度の収束性の判定結果を示すものである。これらの図
において、温度検層データは共通のものであり、したが
って得られた推定地層温度も共通であるか、その収束性
の判定をそれぞれ推定地層温度の標準偏差（σ）（第７
図）、ΔＴ（第８図）及びデータ数で除した残差の二乗
和（第１０図）を計算することにより行った結果を示す
ものである。

また、第９図及び第１１図は、上記第７図、第８図及び
第１Ｏ図で用いた７個の温度検層データのうちの泥水循
環停止後の経過時間が５６時間までの４個のデータから
得た推定地層温度の計算結果及び得られた推定地層温度
の収束性の判定結果を示すものである。これらの図にお
いて、得られた推定地層温度の収束性の判定をそれぞれ
ΔＴ（第９図）及びデータ数で除した残差の二乗和（第
１１図）を計算することにより行った結果を示すもので
ある。

以上の結果より、全データ（７個）を使用した計算結果
（第７図、第８図及び第１０図）において、泥水循環停
止後の経過時間が３２時間以降では、計算結果の収束性
の指標である推定地層温度の標準偏差（第７図）、ΔＴ
（第８図）及びデータ数で除した残差の二乗和（第１０
図）が、いずれもほぼＯに近い値であり、算出された推
定地層温度の信頼性の高いことが判る。このことは、ま
た、いちはやく地層温度の平衡状態を知ることができる
ことを示すものである。

また、全温度検層データ（７個）のうちの４個のデータ
から推定地層温度を算出した場合（第９図及び第１１図
）、得られた推定地層温度は、２００．０２０℃であり
、上記全データ（７個）から算出した場合（第７図、第
８図及び第１０図）の推定地層温度（１１９，４８２℃
）との差が約０．５℃と小さく、データ数が比較的少な
い場合でも精度の良い結果が得られることが判る。更に
、第９図から明らかなように、４個のデータから地層温
度の計算を行った場合でも、７個の全データから地層温
度の計算を行った第８図の場合と同様に泥水循環停止後
の経過時間が３２時間以降では、ΔＴが、はぼ０に近い
値であることから、得られた推定地層温度は充分に高い
信頼性を有していることが判る。また、第１θ図から明
らかなように、４個のデータから地層温度の計算を行っ
た場合でも７個の全データから地層温度の計算を行った
第１０図の場合と同様、短時間で良く収束しており、算
出された推定地層温度の信頼性が高いことが確認される
ものである。それとともに、第９図及び第１１図の結果
から比較的少ないデータからも信頼性の高い計算結果を
得ると同時に、いちはやく地層温度の平衡状態を知り得
ることが判る。

以上の結果から、本発明の坑井的温度検層方法により、
短時間で精度の良い地層温度の算出が可能であることが
判るが、本発明の方法では、通常取得する温度検層デー
タ数が上記の例よりもかなり多い（約４〜１２個／　ｈ
ｒ）ため、上記の例よりも更に短時間（泥水循環停止か
ら２４時間経過程度）で信頼性の高い平衡地層温度の算
出が可能である。

参考のため、上記第７図、第８図及び第１０図の場合と
同一の７個の温度検層データ（泥水循環停止後の経過時
間が１２０時間までの全温度検層データ）から、ホーナ
ープロット法により得た推定地層温度は２００℃であり
、本発明により算出された推定地層温度はこれとほぼ近
い値であることからも本発明の方法による地層温度の計
算結果が高い信頼性を有することが裏づけされるもので
ある。

なお、上記７個の温度検層データに人為的にデータを補
間し、データ数を１０８個（第２表のサンプリングパタ
ーン１で４８時間測定に相当）として解析を試みた結果
を第１２図に示す。この場合において、インクレージョ
ンの回数が３６回の時で演算に要する時間は約２分であ
った。このことから本発明の坑井内温度検層方法及び装
置は、解析速度の面でも極めて優れいていることが判る
。

〔発明の効果〕

本発明の坑井内温度検層方法は、コンピュータを用いて
所定の時間のみの関数であらわされる坑底温度の理論値
と、坑底温度の実測値との残差の二乗和を最小にする演
算により平衡地層温度を算出するため、従来、地層温度
の解析に広く用いられるホーナープロット法（所用時間
：約１２０時間以上）と比較し、はるかに短時間（所用
時間：約２４〜３２時間）で精度の良い平衡地層温度の
算出が可能である。

また、本発明の方法では、温度測定データが２個以上取
得されると、データが取得されるたびに推定地層温度を
算出することが可能なため、リアルタイムに推定地層温
度の計算結果を知ることができる。

更に、本発明の方法によれば、推定地層温度の算出とと
もに、得られた推定地層温度の収束性の検定も行うため
、リアルタイムに計算結果の信頼性を判定することがで
き、どの時点で温度測定を終了させることが可能かをリ
アルタイムに判断することができる。その結果、いちは
やく平衡地層温度を推定することができることから、坑
井の掘削・仕上げ、貯留層特性の評価等の作業において
、効率の良い作業手順を組み、それを極めて速かに進め
ることが可能であり、作業能率が飛躍的に向上するもの
である。そのため、逸水対策時のように早急に作業を進
める必要がある場合に本発明の方法は特に有効である。

また、坑井内の温度をアナログ値として検出する温度検
層器と、そのアナログ値をデジタル値に変換するデジタ
ルマルチメーターと、そのデジタル値をデータとして取
込み、所定の演算により推定地層温度を算出するととと
もに得られた推定地層温度の収束性の検定を行う手段で
あるコンピュータとからなる本発明の坑井内温度検層装
置を用いることにより、はじめて、迅速でしかも信頼性
の高い地層温度の算出ができる本発明の方法が具現化さ
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、熱伝導モデルによる数学的近似の方法により
作成した標準曲線を用いたカーブフィッティング法によ
る地層温度解析の例を示す図、第２図は、坑井内の泥水
循環停止後の坑井周辺の温度分布図、第３図は、坑井内
温度検層装置の概要図、第４図は、地層温度解析プログ
ラムの概略のフロー図、第５図は、本発明における地層
温度解析プログラムの主要ルーチンであるリアルタイム
データ取得・解析プログラム、データ取得プログラムお
よびデータ解析プログラムの機能フロー図、第６図は、
サンプリングおよびその演算（推定地層温度の算出及び
その収束性の検定）のフロー図、第７図〜第１２図は、
本発明の坑井内温度検層方法による推定地層温度の計算
結果及び得られた推定地層温度の収束性の判定結果を示
す図である。 １・・・温度検層器、２・・・温度測定用モジュール、
３・・・電源供給装置、４・・・ペンレコーダー５・・
・デジタルマルチメーター（ＤＭＭ）、６・・・コンピ
ュータ、７・・・プリンタ、８・・・インターフェイス
回路（ＧＰ−ＩＢ　Ｉ／Ｆ）　、９・・・電源安定化回
路、１０・・・フロッピーディスク、１１・・・深度計
、１２・・・坑井、１３・・・アーマードケーブル、１
４・・・プログラム開始、１５・・・機能選択、１６・
・・リアルタイムデータ取得および解析プログラム、１
７・・・データ取得プログラム、１８・・・データ解析
プログラム、１９・・・ファイル内容の表示、２０・・
・日付及び時刻の設定、２１・・・プログラム終了、２
２・・・プログラムの開始、２３・・・出力ファイル名
人力、２４・・・データ取得および解析条件の入力、２
５・・・生データ入力、２６・・・坑底温度実測データ
変換、２７・・・画面表示、２８・・・演算、２９・・
・収束性検定、３０・・・終了の機能選択、３１・・・
条件変更機能選択、３２・・・取得、解析条件再設定、
３３・・・画面プリント出力機能選択、３４・・・ハー
ドコピー取得、３５・・・メインメニュー、３６・・・
画面、３７・・・アイドル状態、３８・・・生データ入
力、３９・・・演算（推定地層温度の算出及びその収束
性の検定） ４０・・・ 条件再設定、 ４１曲線、 ４２・・・曲線、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）坑井内に設けた温度検層器から坑底温度の実測値
   のアナログ信号をデジタル値に交換し、該デジタル値を
   坑底温度実測データとして取込み、画面にグラフ出力す
   る一方、所定の時間のみの関数であらわされる坑底温度
   の理論値と、前記デジタル値との残差の二乗和を最小に
   する演算により、推定地層温度を算出するとともに、該
   地層温度の収束性の検定を、該地層温度の標準偏差、最
   新の温度検層時までのデータから算出された推定地層温
   度とその直前の温度検層時までのデータから算出された
   推定地層温度との差、及びデータ数で除した前記残差の
   二乗和を計算することを特徴とする坑井内温度検層方法
   。
2. （２）坑底温度実測データが２個以上取込まれると、坑
   底温度実測データが増えるたびに推定地層温度の算出及
   び該地層温度の収束性の検定を行うことを特徴とする請
   求項第１項記載の坑井内温度検層方法。
3. （３）所定の時間間隔で坑底温度実測データの取込を行
   うことを特徴とする請求項第１項記載の坑井内温度検層
   方法。
4. （４）坑底温度をアナログ値として検出する温度検層器
   と、該アナログ値をデジタル値に変換するデジタル変換
   手段と、該デジタル値を坑底温度実測データとして取込
   み、画面にグラフ出力し、所定の時間のみの関数であら
   わされる坑底温度の理論値と、前記デジタル値との残差
   の二乗和を最小にする演算により、推定地層温度を算出
   するとともに、該地層温度の収束性の検定を、該地層温
   度の標準偏差、最新の温度検層時までのデータから算出
   された推定地層温度とその直前の温度検層時までのデー
   タから算出された推定地層温度との差、及びデータ数で
   除した前記残差の二乗和を計算することにより行う手段
   からなることを特徴とする坑井内温度検層装置。