東北大学研究者紹介

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ワタナベ　ノリアキ

渡邉　則昭

Noriaki Watanabe

所属

大学院環境科学研究科　先進社会環境学専攻　エネルギー資源学講座（エネルギー資源リスク評価学分野）

職名

教授

学位

博士（学術）（東北大学）
修士（環境科学）（東北大学）

researchmap

https://researchmap.jp/read0138601

J-GLOBAL ID

200901051157985860

経歴 5

2021年10月～継続中

東北大学　大学院環境科学研究科先進社会環境学専攻　教授
2014年4月～ 2021年9月

東北大学　大学院環境科学研究科　准教授
2007年11月～ 2014年3月

東北大学　大学院環境科学研究科　助教
2007年11月～ 2011年10月

東北大学　大学院環境科学研究科　助教（特任）
2007年4月～ 2007年10月

東北大学　大学院環境科学研究科　産学官連携研究員

学歴 3

東北大学　大学院環境科学研究科　環境科学専攻博士課程

2004年4月～ 2007年3月
東北大学　大学院環境科学研究科　環境科学専攻修士課程

2002年4月～ 2004年3月
東北大学　工学部　地球工学科

1998年4月～ 2002年3月

委員歴 2

6th International Workshop on Water Dynamics　大会実行委員

2009年1月～ 2009年3月
6th International Workshop on Water Dynamics　大会実行委員

2009年1月～ 2009年3月

所属学協会 4

資源素材学会
地熱学会（米国）
石油技術協会
日本地熱学会

研究キーワード 5

土壌・岩石
二酸化炭素固定
石油・天然ガス
地熱エネルギー
地殻流体

研究分野 4

環境・農学 / 環境負荷、リスク評価管理 /
環境・農学 / 環境動態解析 /
エネルギー / 地球資源工学、エネルギー学 /
環境・農学 / 環境負荷低減技術、保全修復技術 /

受賞 38

Outstanding Oral Presentation Award

2024年6月　21st International Conference on Carbon Dioxide Utilization　Novel approach to CO2 capture, geological storage and mineralization using bio-based biodegradable chelating agents and seawater
論文賞

2024年6月　一般社団法人岩の力学連合会　Laboratory hydraulic shearing of granitic fractures with surface roughness under stress states of EGS: Permeability changes and energy balance
優秀発表賞（銀賞）

2024年6月　資源・素材学会東北支部　生分解性キレート剤を用いたCO2地中貯留・鉱物固定促進法の粘土鉱物を含有する玄武岩質火山性砂岩に対する有効性
優秀発表賞（銅賞）

2024年6月　資源・素材学会東北支部　生分解性キレート剤を用いたCO2地中貯留・鉱物固定促進法における鉱物の加速溶解現象のモデル化
Best Presentation Award

2023年9月　Japan Formation Evaluation Society　DISSOLUTION BEHAVIORS OF NATURALLY ALTERED BASALTS IN A BRINE AT 100°C FOR IN SITU CO2 MINERALIZATION
優秀発表賞（銅賞）

2023年6月　資源・素材学会東北支部　地熱貯留層造成のための火山岩のCO2水押破砕
優秀発表賞（銅賞）

2023年6月　資源・素材学会東北支部　火山岩地熱貯留層のCO2フラクチャリングシミュレーション
優秀発表賞（金賞）

2023年6月　資源・素材学会東北支部　揮発性化学物質で汚染された土壌からの揮発フラックス挙動の定量解析
論文賞

2023年6月　一般社団法人岩の力学連合会　Creating Cloud-Fracture Network by Flow-induced Microfracturing in Superhot Geothermal Environments
ORAL PRESENTATION AWARD

2022年12月　Grand Renewable Energy 2022 International Conference　Hydraulic fracturing of granite in supercritical/superhot geothermal environments
社会地質学会奨励賞

2021年11月　社会地質学会　データ駆動型解析による古津波堆積物の化学的特徴の解明
論文賞

2020年5月　一般社団法人岩の力学連合会　Cloud-fracture networks as a means of accessing superhot geothermal energy
東北大学ディスティングイッシュトリサーチャー

2020年4月　東北大学　地殻内流体流動特性の解明および資源開発への応用に関する研究
資源・素材学会東北支部春季大会最優秀発表賞

2019年6月　資源・素材学会東北支部　超臨界水圧破砕に及ぼす岩石の異方性の影響
岩の力学連合会論文賞

2019年5月　一般社団法人岩の力学連合会　Stress Buildup and Drop in Inland Shallow Crust Caused by the 2011 Tohoku-oki Earthquake Events
Grand Renewable Energy 2018 International Conference Best Presentation Award

2018年7月　Grand Renewable Energy 2018　Utilization of geothermal hot spring water for hydrogen production by Al-H2O Hydrothermal Reaction
資源・素材学会東北支部春季大会ポスター賞（金賞）

2018年5月　資源・素材学会東北支部
資源・素材学会東北支部春季大会ポスター賞（銀賞）

2018年5月　資源・素材学会東北支部
41st Geothermal Resources Council Annual Meeting Best Geothermal Energy Presentation Award

2017年11月13日　Geothermal Resources Council　Pressure Solution and Permeability Evolution in Fractured Granite at Elastic and Plastic Deformation Regimes
Outstanding Contribution in Reviewing

2017年3月　ENGINEERING GEOLOGY
Outstanding Contribution in Reviewing

2016年11月　JOURNAL OF HYDROLOGY
Outstanding Contribution in Reviewing

2016年10月　JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING
資源・素材学会東北支部春季大会ポスター賞（銀賞）

2016年7月7日　一般社団法人資源・素材学会東北支部　X線CTを用いた土壌カラムにおける卓越流路の三次元可視化
資源・素材学会東北支部春季大会ポスター賞（銅賞）

2016年7月7日　一般社団法人資源・素材学会東北支部　温度450℃，封圧30 MPaまでの条件における稲田花崗岩への水圧刺激
39th Geothermal Resources Council Annual Meeting Best Presentation Award

2015年9月23日　39th Geothermal Resources Council Annual Meeting　Permeability Measurements of Fractured Granite at 350-450℃ under confining stress
資源・素材学会東北支部春季大会ポスター賞（金賞）

2015年6月17日　資源・素材学会東北支部季大会　温度450℃，封圧90 MPa までの稲田花崗岩の透水特性
ISRM Outstanding Paper Award

2014年10月　2014 ISRM International Symposium - 8th Asian Rock Mechanics Symposium　Changes In-Situ Rock Stress in the Kamaishi Mine Before and After the 2011 Tohoku-Oki Earthquake
Grand Renewable Energy 2014 International Conference Best Poster Presentation Award

2014年8月1日　Grand Renewable Energy 2014 International Conference　Mechanical and hydraulic characteristics of a rock material under brittle-ductile transition
平成26年度科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞

2014年4月7日　文部科学省　卓越流路の形成をともなう地殻流体流動の予測に関する研究
Best Paper of the 19th Formation Evaluation Symposium 2013

2013年9月　Japan Formation Evaluation Society　Oil-water relative permeability curves for fractures in granite and limestone at different intrinsic permeabilities
NPO法人環境エネルギー技術研究所第4回研究奨励賞

2013年3月22日　NPO法人環境エネルギー技術研究所　地熱や廃熱による硫黄の水熱Redoxサイクルを通じたバイオマスからの水素製造
Best Paper of the 17th Formation Evaluation Symposium 2011

2011年9月　Japan Formation Evaluation Society (Japan Chapter of Society of Petrophysicists and Well Log Analysts)　Evaluation and prediction of fluid flow through fracture under confining pressure in various scales
Best Paper of the 16th Formation Evaluation Symposium 2010

2010年10月　Japan Formation Evaluation Society-A Chapter of SPWLA　Analysis of fracture flow within reservoir core sample under confining pressure by numerical modeling coupled with X-ray computed tomography
東北大学大学院環境科学研究科研究奨励賞

2009年10月　東北大学大学院環境科学研究科
GRC Best Paper Award

2007年10月　Geothermal Resources Council, USA　Evaluation of flow anisotropy within a simulated shear fracture under stress conditions from shallow to deep reservoirs
東北大学総長賞

2007年3月　東北大学
GRC Best Poster Award

2006年10月　Geothermal Resources Council, USA　Experimental evaluation of fluid flow through artificial shear fracture in granite
日本地熱学会ベストポスター賞

2002年11月　日本地熱学会　岩石き裂内の熱水チャンネルフローとき裂間隙幅変化

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論文 214

Creating multidirectional fractures through particle jamming 査読有り

Yusuke Mukuhira, Ryota Goto, Noriaki Watanabe, Kazumasa Sueyoshi, Kohei Takuma, Rongchang Zhang, Tongfei Tian, Vladimir Sokolovski, Makoto Naoi, Yuko Arai, Takaaki Tomai, Masaoki Uno, Takatoshi Ito

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences　188　106051-106051　2025年4月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.ijrmms.2025.106051 　

ISSN：1365-1609
Tensile Strength of WC-Ti(C,N)-Cr3C2-Co Ultrafine-Grained Cemented Carbide 査読有り

Tomohiro Tsutsumi, Masayuki Takada, Sota Terasaka, Kiyotoshi Sakaguchi, Noriaki Watanabe, Hideaki Matsubara

MATERIALS TRANSACTIONS　2025年
出版者・発行元： Japan Institute of Metals
DOI： 10.2320/matertrans.mt-y2024011 　

ISSN：1345-9678

eISSN：1347-5320
Synergized Effects of Amino Acids and NaCl to Enhance Silicate Mineral Dissolution in Aqueous Environments for Efficient Atmospheric CO₂ Removal 査読有り

Jiajie Wang, Sena Kikuchi, Noriyoshi Tsuchiya, Yoshinori Sato, Mei-Fang Chien, Noriaki Watanabe

Environmental Science & Technology　2024年12月2日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acs.est.4c07526 　

ISSN：0013-936X

eISSN：1520-5851
Applicability of monitoring data of Hg soil-atmosphere transport in an old mining area for exposure risk assessment 査読有り

Monami Kondo, Jiajie Wang, Takeshi Komai, Noriaki Watanabe

Geochemistry: Exploration, Environment, Analysis　2024年11月19日
出版者・発行元： Geological Society of London
DOI： 10.1144/geochem2024-012 　

ISSN：1467-7873

eISSN：2041-4943

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Mercury (Hg) is a widespread pollutant that poses significant risks to both ecosystems and human health. While previous studies have evaluated Hg concentrations in soils, few have measured Hg emissions in areas with high Hg concentrations or related these measurements to estimates of exposure via air inhalation based on Hg flux values. This study addresses this gap by proposing the use of gaseous elemental Hg (GEM) flux measurements for exposure risk assessments, with a particular focus on the importance of inhalation exposure, which has implications for future risk management strategies. Sensitivity analysis of the site-specific exposure and risk estimation model revealed that the fraction of land area in surface water significantly impacted the estimated exposure through air inhalation. Additionally, the analysis showed that the GEM flux measured in situ in a high-Hg concentration area of Itomuka was not directly proportional to the Hg concentration, although the risk estimation model treated it as a function of concentration. Furthermore, we found that the flux values are influenced by both the fraction of land area in surface water and Hg concentration, indicating that this new flux-based indicator should be integrated into exposure risk assessments.
CO ₂ capture, geological storage, and mineralization using biobased biodegradable chelating agents and seawater 査読有り

Jiajie Wang, Ryota Sekiai, Ryota Tamura, Noriaki Watanabe

Science Advances　10　(46)　2024年11月15日
出版者・発行元：
DOI： 10.1126/sciadv.adq0515 　

eISSN：2375-2548
WC-Ti(C,N)-Cr3C2-Co超微粒超硬合金の引張強度査読有り

堤友浩, 髙田真之, 寺坂宗太, 坂口清敏, 渡邉則昭, 松原秀彰

粉体および粉末冶金　71　(9)　409-415　2024年9月15日
出版者・発行元：
DOI： 10.2497/jjspm.24-00043 　

ISSN：0532-8799

eISSN：1880-9014
Characteristics and effectiveness of water-assisted CO2 fracturing for creating geothermal reservoirs in volcanic rocks 査読有り

Eko Pramudyo, Kohei Takuma, Yuto Watanabe, Kiyotoshi Sakaguchi, Yutaro Maeda, Sho Ogata, Kazumasa Sueyoshi, Jiajie Wang, Kazumi Osato, Amane Terai, Noriaki Watanabe

Geoenergy Science and Engineering　213280-213280　2024年9月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.geoen.2024.213280 　

ISSN：2949-8910
CO2 fracturing of volcanic rocks under geothermal conditions: Characteristics and process 査読有り

Kohei Takuma, Yutaro Maeda, Yuto Watanabe, Sho Ogata, Kiyotoshi Sakaguchi, Eko Pramudyo, Daisuke Fukuda, Jiajie Wang, Kazumi Osato, Amane Terai, Noriaki Watanabe

Geothermics　120　103007-103007　2024年6月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.geothermics.2024.103007 　

ISSN：0375-6505
Maximizing permeability of fractured volcanic rocks through chelating-agent-assisted and pH-controlled selective mineral dissolution 査読有り

Luis Salalá, Jonathan Argueta, Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Noriyoshi Tsuchiya

Geothermics　119　102949-102949　2024年5月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.geothermics.2024.102949 　

ISSN：0375-6505
A sustainable temperature-swing process for CO2 capture and mineralization at below 100 °C using a recyclable chelating agent and bottom ash 査読有り

Jiajie Wang, Yusuke Maeda, Vani Novita Alviani, Shoichi Kumon, Kimitaka Sato, Noriyoshi Tsuchiya, Noriaki Watanabe

Journal of Environmental Chemical Engineering　12　(2)　112301-112301　2024年4月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jece.2024.112301 　

ISSN：2213-3437
Permeability enhancement by CO2 injection and chelating agent stimulation for creating geothermal reservoirs in granite 査読有り

Eko Pramudyo, Luis Salalá, Ryota Goto, Jiajie Wang, Kazumasa Sueyoshi, Lena Muhl, Kiyotoshi Sakaguchi, Noriaki Watanabe

Geoenergy Science and Engineering　234　212586-212586　2024年3月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.geoen.2023.212586 　

ISSN：2949-8910
Characteristics of congruent dissolution of silicate minerals enhanced by chelating ligand under ambient conditions 査読有り

Jiajie Wang, Astin Nurdiana, Yoshinori Sato, Noriaki Watanabe, Noriyoshi Tsuchiya

American Mineralogist　2024年2月1日
出版者・発行元： Mineralogical Society of America
DOI： 10.2138/am-2023-9025 　

ISSN：0003-004X

eISSN：1945-3027
Multi-layered physical factors govern mercury release from soil: Implications for predicting the environmental fate of mercury 査読有り

Monami Kondo, Anna Korre, Takeshi Komai, Noriaki Watanabe

Journal of Environmental Management　352　120024-120024　2024年2月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.jenvman.2024.120024 　

ISSN：0301-4797
Reactivity and Dissolution Characteristics of Naturally Altered Basalt in CO₂-Rich Brine: Implications for CO₂ Mineralization 査読有り

Jiajie Wang, Masahiko Yagi, Tetsuya Tamagawa, Hitomi Hirano, Noriaki Watanabe

ACS Omega　2024年1月17日
出版者・発行元： American Chemical Society (ACS)
DOI： 10.1021/acsomega.3c06899 　

ISSN：2470-1343

eISSN：2470-1343
Clarification of Generation Mechanism of Volatilization Flux based on Detailed Analysis of Transport Phenomena near the Ground Surface and Quantitative Evaluation of Influencing Factors 査読有り

Monami Kondo, Yasuhide Sakamoto, Junko Hara, Takeshi Komai, Noriaki Watanabe

Journal of Hazardous Materials　133356　in press　2023年12月

DOI： 10.1016/j.jhazmat.2023.133356 　
機械学習による津波堆積物の地球化学的判別手法および簡易判定システムの提案招待有り査読有り

佐藤就太, 駒井武, 中村謙吾, 渡邉則昭

地学雑誌　132　(5)　385-402　2023年10月25日
出版者・発行元：
DOI： 10.5026/jgeography.132.385 　

ISSN：0022-135X

eISSN：1884-0884
Carbon dioxide (CO2) fracturing of volcanic rocks under geothermal conditions 査読有り

Kohei Takuma, Yuto Watanabe, Kiyotoshi Sakaguchi, Noriaki Watanabe, Kazumi Osato, Amane Terai

Proceedings of 15th ISRM Congress 2023 & 72nd Geomechanics Colloquium　221-226　2023年10月
Laboratory hydraulic shearing of granitic fractures with surface roughness under stress states of EGS: Permeability changes and energy balance 査読有り

Takuya Ishibashi, Hiroshi Asanuma, Yusuke Mukuhira, Noriaki Watanabe

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences　170　105512-105512　2023年10月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.ijrmms.2023.105512 　

ISSN：1365-1609
DISSOLUTION BEHAVIORS OF NATURALLY ALTERED BASALTS IN A BRINE AT 100 °C FOR IN-SITU CO2 MINERALIZATION 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Masahiko Yagi, Tetsuya Tamagawa, Hitomi Hirano

Proceedings of the 28th Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper C　2023年9月
WATER-ASSISTED CO2 FRACTURING OF VOLCANIC ROCKS UNDER GEOTHERMAL CONDITIONS 査読有り

Kohei Takuma, Yuto Watanabe, Kiyotoshi Sakaguchi, Jiajie Wang, Kazumi Osato, Amane Terai, Noriaki Watanabe

Proceedings of the 28th Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper B　2023年9月
Numerical Analysis on the Effect of Soil Properties on the Generation of Volatilization Flux from Unsaturated Soil Contaminated by Volatile Chemical Substances 査読有り

Monami Kondo, Yasuhide Sakamoto, Yoshishige Kawabe, Takeshi Komai, Noriaki Watanabe

Environmental Modeling and Assessment　23　09914-09914　2023年7月11日
出版者・発行元：
DOI： 10.1007/s10666-023-09914-0 　

ISSN：1420-2026

eISSN：1573-2967
Process and optimum pH for permeability enhancement of fractured granite through selective mineral dissolution by chelating agent flooding 国際誌査読有り

Ryota Takahashi, Jiajie Wang, Noriaki Watanabe

Geothermics　109　102646-102646　2023年3月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.geothermics.2022.102646 　

ISSN：0375-6505
Prediction of 1,4-Dioxane Migration in Groundwater and Evaluation of Remediation Measures in an Illegal Dumping Site Using a 2D-Numerical Model 査読有り

Thatthep Pongritsakda, Yasuhide Sakamoto, Jiajie Wang, Yoshishige Kawabe, Sanya Sirivithayapakorn, Takeshi Komai, Noriaki Watanabe

Sustainability　15　(5)　3930-3930　2023年2月21日
出版者・発行元： MDPI AG
DOI： 10.3390/su15053930 　

eISSN：2071-1050

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Illegal dumping sites are usually characterized by complex contamination situations due to the presence of multiple contamination sources. To improve the efficiency of illegal waste dumping site remediation, this study developed a numerical model considering the effects of groundwater levels and hydraulic gradient changes on remediation operations. Using this model, the most likely sources of contamination for 1,4-dioxane at an illegal waste site in Iwate Prefecture, Japan, were successfully identified (including location, amount, and time of occurrence) by reproducing historical monitoring data (from 2010 to 2022) through history matching, and future contaminant migration in groundwater was predicted. In addition, based on quantitative evaluations of the remediation measures, we found that some remediation measures, such as impermeable wall construction, while having some effects on the control of contamination spreading, may accelerate the migration of contaminants off-site due to the change of hydraulic gradient. Therefore, remediation procedures should be more carefully considered for illegal dumping sites based on an understanding of the distribution of contamination sources and hydraulic gradient evolutions.
NaHCO3 as a carrier of CO2 and its enhancement effect on mineralization during hydrothermal alteration of basalt 査読有り

Sena Kikuchi, Jiajie Wang, Otgonbayar Dandar, Masaoki Uno, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Frontiers in Environmental Science　11　2023年2月15日
出版者・発行元： Frontiers Media SA
DOI： 10.3389/fenvs.2023.1138007 　

eISSN：2296-665X

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Reaction of carbon dioxide (CO₂) with minerals to generate stable carbonates, also known as CO₂ mineralization, has been regarded as one of the most promising methods for safe and permanent carbon storage. As a promising feedstock, basaltic rock has gained special interest, and elevating basalt carbonation efficiency with the reduction of negative environmental impact is the main challenge for CO₂ mineralization system development. Considering multiple potential positive effects of the CO₂ carrier, NaHCO₃, we conducted this study to experimentally evaluate the CO₂ storage efficiency during water-basalt-NaHCO₃ interactions under hydrothermal conditions at 200–300°C. The inclusion of NaHCO₃ was confirmed to drastically promote the alteration of basalt, especially at higher temperatures. As revealed by experiments conducted at the saturated vapor pressure of water, the carbon storage efficiency at 300°C reached 75 g/kg of basalt in 5 days, which was 12 times higher than that at 200°C. In such hydrothermal systems, basalt was carbonated to generate calcite (CaCO₃), where the Ca was mainly from plagioclase; Mg and Fe were incorporated into smectite, and Na in the saline system participated in the formation of Na silicates (i.e., analcime in the case of basalt). Due to the presence of additional Na in solution, all the released elements were consumed quickly with generation of secondary minerals in turn promoted basalt dissolution to release more Ca for CO₂ storage. This study illuminated the role of NaHCO₃ in basalt carbonation and provided technical backup to the design of advanced CO₂ mineralization systems.
Permeability enhancement and void formation by chelating agent in volcanic rocks (Ahuachapán and Berlín geothermal fields, El Salvador) 国際誌国際共著査読有り

Luis Salalá, Ryota Takahashi, Jonathan Argueta, Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Noriyoshi Tsuchiya

Geothermics　107　102586-102586　2023年1月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.geothermics.2022.102586 　

ISSN：0375-6505
CO2 Injection-Induced Shearing and Fracturing in Naturally Fractured Conventional and Superhot Geothermal Environments 国際誌査読有り

Eko Pramudyo, Ryota Goto, Kiyotoshi Sakaguchi, Kengo Nakamura, Noriaki Watanabe

Rock Mechanics and Rock Engineering　2022年12月13日
出版者・発行元：
DOI： 10.1007/s00603-022-03153-7 　

ISSN：0723-2632

eISSN：1434-453X
Effectiveness and characteristics of atmospheric CO2 removal in croplands via enhanced weathering of industrial Ca-rich silicate byproducts 査読有り

Rina Yoshioka, Kengo Nakamura, Ryota Sekiai, Jiajie Wang, Noriaki Watanabe

Frontiers in Environmental Science　10　1068656　2022年11月25日
出版者・発行元：
DOI： 10.3389/fenvs.2022.1068656 　

eISSN：2296-665X
Influence of non-uniform flow on toxic elements transport in soil column percolation test 査読有り

Kyouhei Tsuchida, Kengo Nakamura, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

Heliyon　8　(11)　e11541-e11541　2022年11月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.heliyon.2022.e11541 　

ISSN：2405-8440
A numerical study on the creation of artificial supercritical geothermal reservoirs by hydraulic fracturing 国際誌査読有り

Kimio Watanabe, Norihiro Watanabe, Noriaki Watanabe, Kiyotoshi Sakaguchi, Masaatsu Aichi, Hisanao Ouchi, Hiroshi Asanuma

Geothermics　105　102500-102500　2022年11月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.geothermics.2022.102500 　

ISSN：0375-6505
不飽和土壌からの揮発性化合物の揮発フラックスの定量的予測モデルの開発 ―土壌カラム試験のヒストリーマッチングによる関連パラメータの検証― 査読有り

近藤萌波, 坂本靖英, 川辺能成, 中村謙吾, 渡邉則昭, 駒井武

土木学会論文集G（環境）　78　(3)　87-103　2022年7月
出版者・発行元：
DOI： 10.2208/jscejer.78.3_87 　

eISSN：2185-6648
Erratum to “CO<inf>2</inf> injection-induced complex cloud-fracture networks in granite at conventional and superhot geothermal conditions” [Geothermics 97 (2021) 102265] (Geothermics (2021) 97, (S0375650521002224), (10.1016/j.geothermics.2021.102265))

Eko Pramudyo, Ryota Goto, Noriaki Watanabe, Kiyotoshi Sakaguchi, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

Geothermics　101　2022年5月

DOI： 10.1016/j.geothermics.2021.102340 　

ISSN：0375-6505
Role of water in unexpectedly large changes in emission flux of volatile organic compounds in soils under dynamic temperature conditions 国際誌査読有り

Asma Akter Parlin, Monami Kondo, Noriaki Watanabe, Kengo Nakamura, Jiajie Wang, Yasuhide Sakamoto, Takeshi Komai

Scientific Reports　12　(1)　4418　2022年3月
出版者・発行元：
DOI： 10.1038/s41598-022-08270-5 　

eISSN：2045-2322
Potentially toxic elements pose significant and long‑term human health risks in river basin districts with abandoned gold mines 国際誌査読有り

Arie Pujiwati, Kengo Nakamura, Jiajie Wang, Yoshishige Kawabe, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

Environmental Geochemistry and Health　2022年3月
出版者・発行元：
DOI： 10.1007/s10653-022-01229-5 　

ISSN：0269-4042

eISSN：1573-2983
A geochemical approach for source apportionment and environmental impact assessment of heavy metals in a Cu–Ni mining region, Botswana 査読有り

Fiona Motswaiso, Jiajie Wang, Kengo Nakamura, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

Environmental Earth Sciences　81　(5)　2022年3月
出版者・発行元：
DOI： 10.1007/s12665-021-10158-y 　

ISSN：1866-6280

eISSN：1866-6299
Sustainable process for enhanced CO2 mineralization of calcium silicates using a recyclable chelating agent under alkaline conditions 国際誌査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Kosuke Inomoto, Masanobu Kamitakahara, Kengo Nakamura, Takeshi Komai, Noriyoshi Tsuchiya

Journal of Environmental Chemical Engineering　10　(1)　107055-107055　2022年2月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.jece.2021.107055 　

ISSN：2213-3437
カンブリア系日立火山深成複合岩体赤沢層の変成凝灰岩から発見された杏仁状集合組織査読有り

田切美智雄, 塙勝利, 及川晃, 渡邉則昭, 安藤寿男

茨城県自然博物館研究報告　24　1-17　2021年12月
Wellbore stability in high-temperature granite under true triaxial stress 国際誌国際共著査読有り

R. Goto, K. Sakaguchi, F. Parisio, K. Yoshioka, E. Pramudyo, N. Watanabe

Geothermics　100　102334-102334　2021年12月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.geothermics.2021.102334 　

ISSN：0375-6505
A laboratory study of hydraulic fracturing at the brittle-ductile transition 国際誌国際共著査読有り

Francesco Parisio, Keita Yoshioka, Kiyotoshi Sakaguchi, Ryota Goto, Takahiro Miura, Eko Pramudyo, Takuya Ishibashi, Noriaki Watanabe

Scientific Reports　11　(1)　2021年12月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-021-01388-y 　

eISSN：2045-2322

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<title>Abstract</title>Developing high-enthalpy geothermal systems requires a sufficiently permeable formation to extract energy through fluid circulation. Injection experiments above water’s critical point have shown that fluid flow can generate a network of highly conductive tensile cracks. However, what remains unclear is the role played by fluid and solid rheology on the formation of a dense crack network. The decrease of fluid viscosity with temperature and the thermally activated visco-plasticity in rock are expected to change the deformation mechanisms and could prevent the formation of fractures. To isolate the solid rheological effects from the fluid ones and the associated poromechanics, we devise a hydro-fracture experimental program in a non-porous material, polymethyl methacrylate (PMMA). In the brittle regime, we observe rotating cracks and complex fracture patterns if a non-uniform stress distribution is introduced in the samples. We observe an increase of ductility with temperature, hampering the propagation of hydraulic fractures close to the glass transition temperature of PMMA, which acts as a limit for brittle fracture propagation. Above the glass transition temperature, acoustic emission energy drops of several orders of magnitude. Our findings provide a helpful guidance for future studies of hydro-fracturing of supercritical geothermal systems.
Fracturing of granite rock with supercritical water for superhot geothermal resources 国際誌査読有り

Bailong Liu, Anna Suzuki, Noriaki Watanabe, Takuya Ishibashi, Kiyotoshi Sakaguchi, Takatoshi Ito

Renewable Energy　184　56-67　2021年11月
出版者・発行元： Elsevier BV
DOI： 10.1016/j.renene.2021.11.062 　

ISSN：0960-1481
Development of a model for predicting the volatilization flux from unsaturated soil contaminated by volatile chemical substances 国際誌査読有り

M. Kondo, Y. Sakamoto, Y. Kawabe, K. Nakamura, N. Watanabe, T. Komai

Environmental Modeling & Assessment　2021年10月
出版者・発行元：
DOI： 10.1007/s10666-021-09796-0 　

ISSN：1420-2026

eISSN：1573-2967
CO2 injection-induced complex cloud-fracture networks in granite at conventional and superhot geothermal conditions 査読有り

Eko Pramudyo, Ryota Goto, Noriaki Watanabe, Kiyotoshi Sakaguchi, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

Geothermics　97　102265　2021年10月
Prediction and remediation of groundwater pollution in a dynamic and complex hydrologic environment of an illegal waste dumping site 査読有り

Thatthep Pongritsakda, Kengo Nakamura, Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

Applied Sciences　11　(19)　9229-9229　2021年10月
出版者・発行元：
DOI： 10.3390/app11199229 　

eISSN：2076-3417
Novel chemical stimulation for geothermal reservoirs by chelating agent driven selective mineral dissolution in fractured rocks 査読有り

N. Watanabe, K. Takahashi, R. Takahashi, K. Nakamura, Y. Kumano, K. Akaku, T. Tamagawa, T. Komai

Scientific Reports　11　(1)　19994　2021年10月
出版者・発行元：
DOI： 10.1038/s41598-021-99511-6 　

eISSN：2045-2322
Flow-Induced Microfracturing of Granite in Conventional and Superhot Geothermal Environments 国際誌査読有り

Goto, Ryota, Pramudyo, Eko, Watanabe, Noriaki, Sakaguchi, Kiyotoshi, Chen, Youqing, Takeshi Komai

Paper presented at the SPWLA 26th Formation Evaluation Symposium of Japan, Virtual, September 2021　SPWLA-JFES-2021-K　2021年9月
Permeability Enhancement by Selective Mineral Dissolution of Rocks in Geothermal Environments 国際誌査読有り

Salalá, Luis, Takahashi, Ryota, Watanabe, Noriaki, Nakamura, Kengo, Tsuchiya, Noriyoshi, Takeshi Komai

Paper presented at the SPWLA 26th Formation Evaluation Symposium of Japan, Virtual, September 2021　SPWLA-JFES-2021-J　2021年9月
Dynamic evaluation method for planning sustainable landfills using GIS and multi-criteria in areas of urban sprawl with land-use conflicts 国際誌査読有り

Chelsea Langa, Junko Hara, Jiajie Wang, Kengo Nakamura, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

PLOS ONE　16　(8)　e0254441-e0254441　2021年8月27日
出版者・発行元： Public Library of Science (PLoS)
DOI： 10.1371/journal.pone.0254441 　

eISSN：1932-6203

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Landfill site selection is problematic in many countries, especially developing nations where there is rapid population growth, which leads to high levels of inadequate waste disposal. To find sustainable landfill sites in sprawling cities, this study presents an approach that combines geographic information system (GIS) with multi-criteria (social, environmental and, technical criteria) and the population growth projection. The greater Maputo area in Mozambique was selected as a representative city for the study, which is undergoing rapid urbanization. Six criteria, i.e., land use, transport networks, hydrology, conservation reserve, geology and slope, were considered and overlaid in the GIS using an analytic hierarchy process (AHP). The arithmetic projection of the population trend suggests that the greater Maputo area is experiencing a rapid and uncontrolled population growth, especially in Matola city. These pronounced changes in population then significantly change the landfill placement decision making. Dynamic and static scenarios were created, based on the analysis of multi-criteria and the areas likely to undergo future increased population growth. A comparative evaluation in a scenario of dynamic behavior considering future population showed that suitable areas for landfill sites have been drastically modified due to social and environmental factors affected by population distribution in some regions. The results indicate that some suitable areas can generate land use conflicts due to population growth with unplanned land use expansion. Finally, the western part of Matola city is recognized as the most recommendable landfill site, which can serve both Maputo and Matola city with affordable costs. This study provides an effective landfill placement decision making approach, which is possible to be applied anywhere, especially in developing countries to improve sustainable municipal solid waste management systems.
Enhancement of aragonite mineralization with a chelating agent for CO2 storage and utilization at low to moderate temperatures 国際誌査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Kosuke Inomoto, Masanobu Kamitakahara, Kengo Nakamura, Takeshi Komai, Noriyoshi Tsuchiya

Scientific Reports　11　(1)　13956　2021年7月
出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC
DOI： 10.1038/s41598-021-93550-9 　

eISSN：2045-2322

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<title>Abstract</title>Among the CaCO₃ polymorphs, aragonite demonstrates a better performance as a filler material in the paper and plastic industries. Despite being ideal from the environmental protection perspective, the production of aragonite particles via CO₂ mineralization of rocks is hindered by the difficulty in achieving high production efficiencies and purities, which, however, can be mitigated by exploiting the potential ability of chelating agents on metal ions extraction and carbonation controlling. Herein, chelating agent <italic>N,N</italic>-dicarboxymethyl glutamic acid (GLDA) was used to enhance the extraction of Ca from calcium silicate and facilitate the production of aragonite particles during the subsequent Ca carbonation. CO₂ mineralization was promoted in the presence of 0.01–0.1 M GLDA at ≤ 80 °C, with the maximal CaCO₃ production efficiency reached 308 g/kg of calcium silicate in 60 min using 0.03 M GLDA, which is 15.5 times higher than that without GLDA. In addition, GLDA showed excellent effects on promoting aragonite precipitation, e.g., the content of aragonite was only 5.1% in the absence of GLDA at 50 °C, whereas highly pure (> 90%, increased by a factor of 18) and morphologically uniform aragonite was obtained using ≥ 0.05 M GLDA under identical conditions. Aragonite particle morphologies could also be controlled by varying the GLDA concentration and carbonation temperature. This study proposed a carbon-negative aragonite production method, demonstrated the possibility of enhanced and controlled aragonite particle production during the CO₂ mineralization of calcium silicates in the presence of chelating agents.
Water-Enhanced Flux Changes under Dynamic Temperatures in the Vertical Vapor-Phase Diffusive Transport of Volatile Organic Compounds in Near-Surface Soil Environments 査読有り

Asma Akter Parlin, Monami Kondo, Noriaki Watanabe, Kengo Nakamura, Mizuki Yamada, Jiajie Wang, Takeshi Komai

Sustainability　13　(12)　6570-6570　2021年6月9日
出版者・発行元：
DOI： 10.3390/su13126570 　

eISSN：2071-1050
Water‐induced inverse correlation between temperature and flux changes in vertical vapor‐phase diffusive transport of volatile organic compounds in near‐surface soil environments 国際誌査読有り

Parlin, A.A, Watanabe, N, Nakamura, K, Yamada, M, Wang, J, Komai, T

Applied Sciences　11　(8)　3489-3489　2021年4月
出版者・発行元：
DOI： 10.3390/app11083489 　

eISSN：2076-3417
Local initiative hydrogen production by utilization of aluminum waste materials and natural acidic hot-spring water 国際誌査読有り

Vani Novita Alviani, Nobuo Hirano, Noriaki Watanabe, Masahiro Oba, Masaoki Uno, Noriyoshi Tsuchiya

Applied Energy　293　116909-116909　2021年
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.apenergy.2021.116909 　

ISSN：0306-2619
Formation of amorphous silica nanoparticles and its impact on permeability of fractured granite in superhot geothermal environments 国際誌査読有り

N. Watanabe, H. Abe, A. Okamoto, K. Nakamura, T. Komai

Scientific Reports　11　(1)　Article number: 5340　2021年
出版者・発行元：
DOI： 10.1038/s41598-021-84744-2 　

eISSN：2045-2322
Creating cloud-fracture network by flow-induced microfracturing in superhot geothermal environments 国際誌国際共著査読有り

R. Goto, N. Watanabe, K. Sakaguchi, T. Miura, Y. Cheng, T. Ishibashi, E. Pramudyo, F. Parisio, K. Yoshioka, K. Nakamura, T. Komai, N. Tsuchiya

Rock Mechanics and Rock Engineering　54　(6)　2959-2974　2021年
出版者・発行元：
DOI： 10.1007/s00603-021-02416-z 　

ISSN：0723-2632

eISSN：1434-453X
Data-driven analysis for source apportionment and geochemical backgrounds establishment of toxic elements and REEs in the Tohoku region, Japan 査読有り

A.Pujiwati, J.Wang, K. Nakamura, Y. Kawabe, N. Watanabe, T. Komai

Chemosphere　263　128268-128268　2021年1月
出版者・発行元：
DOI： 10.1016/j.chemosphere.2020.128268 　

ISSN：0045-6535
高温環境における岩石き裂のすべり特性と透水性査読有り

武山詳, 後藤遼太, 渡邉則昭, 坂口清敏, 土屋範芳

日本地熱学会誌　43　(2)　53-64　2021年
Regional landfill planning for improvement of waste management in Maputo, Mozambique 査読有り

Chelsea Langa, Kengo Nakamura, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

Advances In Natural And Applied Sciences　14　(3)　89-95　2020年12月

DOI： 10.22587/anas.2020.14.3.12 　
Characteristics of hydrogen production with carbon storage by CO2-rich hydrothermal alteration of olivine in the presence of Mg-Al spinel 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　45　(24)　13163-13175　2020年5月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2020.03.032 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
Hydromechanical properties of 3D printed fractures with controlled surface roughness: Insights into shear-permeability coupling processes 国際誌国際共著査読有り

T. Ishibashi, Y. Fang, D. Elsworth, N. Watanabe, H. Asanuma

International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences　128　104271　2020年3月

DOI： 10.1016/j.ijrmms.2020.104271 　

ISSN：1365-1609
Stabilizing and enhancing permeability for sustainable and profitable energy extraction from superhot geothermal environments 査読有り

Noriaki Watanabe, Kohei Saito, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takuya Ishibashi, Hanae Saishu, Takeshi Komai, Noriyoshi Tsuchiya

APPLIED ENERGY　260　114306　2020年2月

DOI： 10.1016/j.apenergy.2019.114306 　

ISSN：0306-2619

eISSN：1872-9118
Supercritical carbon dioxide fracturing of granite from conventional to superhot geothermal conditions 査読有り

Eko Pramudyo, Noriaki Watanabe, Sho Takeyama, Ryota Goto, Takahiro Miura, Kohki Hattori, Kiyotoshi Sakaguchi, Takeshi Komai

SPWLA 25th Formation Evaluation Symposium of Japan, JFES 2019　SPWLA-JFES-2019-E　2020年
Fracture and permeability of granite in superhot geothermal environments 招待有り査読有り

N. Watanabe, K. Sakaguchi, H. Saishu, R. Goto, T. Ishibashi, A. Okamoto, Y. Chen, S.E. Ingebritsen, T. Komai, N. Tsuchiya

Proceedings of the YSRM2019 & REIF2019　Paper number KL4　2019年12月
Permeability change of granite fracture due to the pressurized water injection under high stress condition in laboratory 査読有り

T. Ishibashi, H. Asanuma, N. Watanabe

Proceedings of the YSRM2019 & REIF2019　Paper number 1-2-6　2019年12月
Mechanisms and possible applications of the Al-H2O reaction under extreme pH and low hydrothermal temperatures 査読有り

Alviani, Vani Novita, Setiani, Putri, Uno, Masaoki, Oba, Masahiro, Hirano, Nobuo, Watanabe, Noriaki, Tsuchiya, Noriyoshi, Saishu, Hanae

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　44　(57)　29903-29921　2019年11月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2019.09.152 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
Pyroxene control of H-2 production and carbon storage during water-peridotite-CO2 hydrothermal reactions 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　44　(49)　26835-26847　2019年10月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2019.08.161 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
Utilization of geothermal hot spring water for hydrogen production 査読有り

Vani Novita Alviani, Takuya Kosaka, Masaoki Uno, Masahiro Oba, Nobuo Hirano, Noriaki Watanabe, Noriyoshi Tsuchiya, Hanae Saishu

日本地熱学会誌　41　(3)　101-107　2019年7月

DOI： 10.11367/grsj.41.101 　

ISSN：0388-6735

eISSN：1883-5775
Geochemical Investigation of Metals and Trace Elements around the Abandoned Cu-Ni Mine Site in Selibe Phikwe, Botswana 査読有り

Fiona S. Motswaiso, Kengo Nakamura, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

Journal of Geoscience and Environment Protection　7　(5)　275-293　2019年6月

DOI： 10.4236/gep.2019.75020 　
Acceleration of hydrogen production during water-olivine-CO2 reactions via high-temperature-facilitated Fe(II) release 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　44　(23)　11514-11524　2019年5月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2019.03.119 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
NaHCO3-promoted olivine weathering with H2 generation and CO2 sequestration in alkaline hydrothermal system 査読有り

J Wang, K Nakamura, N Watanabe, A Okamoto, T Komai

Earth and Environmental Science　257　(012017)　1-7　2019年3月
脆性から延性を示す条件下における単一き裂を有する模擬岩石の力学挙動と浸透率査読有り

武山詳, 坂口清敏, 渡邉則昭, 土屋範芳

Journal of MMIJ　135　(3)　25-30　2019年3月

DOI： 10.2473/journalofmmij.135.25 　
Construction of a conceptual model for confined groundwater flow in the Gunii Khooloi Basin, Southern Gobi Region, Mongolia 査読有り

B. Bayanzul, K. Nakamura, I. Machida, N. Watanabe, T. Komai

Hydrogeology Journal　27　(5)　1581-1596　2019年3月

DOI： 10.1007/s10040-019-01955-8 　

ISSN：1431-2174

eISSN：1435-0157
Enhanced hydrogen production with carbon storage by olivine alteration in CO2-rich hydrothermal environments 査読有り

Jiajie Wang, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai

JOURNAL OF CO2 UTILIZATION　30　205-213　2019年3月

DOI： 10.1016/j.jcou.2019.02.008 　

ISSN：2212-9820

eISSN：2212-9839
Three-dimensional channeling flow within subsurface rock fracture networks suggested via fluid flow analysis in the yufutsu fractured oil/gas reservoir 査読有り

Ishibashi, T., Watanabe, N., Tamagawa, T., Tsuchiya, N.

Journal of Petroleum Science and Engineering　178　838-851　2019年

DOI： 10.1016/j.petrol.2019.04.003 　
Cloud-fracture networks as a means of accessing superhot geothermal energy 査読有り

N. Watanabe, K. Sakaguchi, R. Goto, T. Miura, K. Yamane, T. Ishibashi, Y. Chen, T. Komai, N. Tsuchiya

Scientific Reports　9　(1)　Article number: 939　2019年1月
出版者・発行元：
DOI： 10.1038/s41598-018-37634-z 　

eISSN：2045-2322
Local non-vuggy modeling and relations among porosity, permeability and preferential flow for vuggy carbonates 査読有り

Watanabe, N., Kusanagi, H., Shimazu, T., Yagi, M.

Engineering Geology　248　(8)　197-206　2019年1月

DOI： 10.1016/j.enggeo.2018.11.016 　
Contributions of 3D Printed Fracture Networks to Development of Flow and Transport Models 査読有り

Suzuki, A., Minto, J.M., Watanabe, N., Li, K., Horne, R.N.

Transport in Porous Media　129　(2)　2019年

DOI： 10.1007/s11242-018-1154-7 　
Hydrogeological Investigation on Shallow and Deep Groundwater in the Southern Gobi Desert, Mongolia

BAYANZUL Batdemberel, BAYANZUL Batdemberel, MACHIDA Isao, NAKAMURA Kengo, WATANABE Noriaki, KOMAI Takeshi

Proceedings of Symposium on Geo-Environments and Geo-Technics　28th　71‐76　2018年12月7日

ISSN：0917-7183
Concurrent monitoring of hydraulic and mechanical properties of granite fracture during hydraulically induced shearing in laboratory 査読有り

T. Ishibashi, H. Asanuma, S. Ishikawa, N. Watanabe

Proceedings 52nd US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium　ARMA 18–369　2018年6月
Mechanisms and kinetic model of hydrogen production in the hydrothermal treatment of waste aluminum 査読有り

Putri Setiani, Noriaki Watanabe, Rina Riana Sondari, Noriyoshi Tsuchiya

Materials for Renewable and Sustainable Energy　7　(2)　7: 10　2018年5月1日
出版者・発行元： SpringerOpen
DOI： 10.1007/s40243-018-0118-8 　

ISSN：2194-1467 2194-1459
Application of multivariate analysis to investigate the trace element contamination in top soil of coal mining district in Jorong, South Kalimantan, Indonesia 査読有り

Arie Pujiwati, K. Nakamura, N. Watanabe, T. Komai

IOP Conference Series: Earth and Environmental Science　118　(1)　2018年2月22日
出版者・発行元： Institute of Physics Publishing
DOI： 10.1088/1755-1315/118/1/012062 　

ISSN：1755-1315 1755-1307

eISSN：1755-1315
Status of Japanese Supercritical Geothermal Project as of FY2017 査読有り

Asanuma,.H, Mogi, T, Tsuchiya, N, Watanabe,. N, Naganawa, S, Ogawa, Y, Fujimitsu, Y, Kajiwara, T, Osato, K, Shimada, K, Horimoto, S, Sato, T, Ito, T, Yamada, S, Watanabe, K, Gotoh, Y, Nagasawa, Y, Kohyama, A

Geothermal Resources Council Transactions　42　2018年
Simultaneous olivine alteration and carbonation in CO2-rich geological condition 査読有り

Jiajie Wang, Kengo Nakamura, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

Proceedings of the International Offshore and Polar Engineering Conference　2018-June　244-250　2018年1月1日

ISSN：1098-6189

eISSN：1555-1792
Friction‐stability‐permeability evolution of a fracture in granite 査読有り

T. Ishibashi, D. Elsworth, Y. Fang, J. Riviere, B. Madara, H. Asanuma, N. Watanabe, C. Marone

Water Resources Research　54　(12)　9901-9918　2018年

DOI： 10.1029/2018WR022598 　
Experimental investigation on changes in mechanical properties of volcanic sandstones under CO<inf>2</inf> geological storage conditions 査読有り

Koki Hattori, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Kengo Nakamura, Takeshi Komai, Tetsuya Tamagawa

ISRM International Symposium - 10th Asian Rock Mechanics Symposium, ARMS 2018　ARMS10-P-0133　2018年
Injection-induced slip characteristics of a rock fracture under high temperatures 査読有り

S. Takeyama, H. Yamane, N. Watanabe, K. Sakachuchi

Proceedings of 10th Asiam Rock Mechanics Symposium　ARMS10-P-0176　2018年
Utilization of geothermal hot spring water for hydrogen production by Al-H2O hydrothermal reaction 査読有り

V. Alviani, T. Kosaka, M. Uno, M. Oba, N. Hirano, N. Watanabe, N. Tsuchiya, H. Saishu

GRAND RENEWABLE ENERGY 2018 Proceedings　41　(3)　O-Ge-2-3-107　2018年

DOI： 10.11367/grsj.41.101 　

ISSN：0388-6735

eISSN：1883-5775
AE measurement during hydraulic fracturing of Inada granite at 400oC via the novel true triaxial system at Tohoku University 査読有り

R. Goto, T. Ishibashi, K. Yamane, T. Miura, N. Watanabe, K. Sakaguchi, N. Tsuchiya

GRAND RENEWABLE ENERGY 2018 Proceedings　O-Ge-6-4　2018年
Fluid Pocket Generation in Response to Heterogeneous Reactivity of a Rock Fracture Under Hydrothermal Conditions 査読有り

A. Okamoto, H. Tanaka, N. Watanabe, H. Saishu, N. Tsuchiya

GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS　44　(20)　10306-10315　2017年10月

DOI： 10.1002/2017GL075476 　

ISSN：0094-8276

eISSN：1944-8007
Hydraulic fracturing in granite at subcritical/brittle to supercritical/ductile conditions 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, K. Sakaguchi, N. Tsuchiya

GRC Transactions　41　910-919　2017年10月
Total and Leachable Concentration of Trace Elements in Soil towards Human Health Risk, Related with Coal Mine in Jorong, South Kalimantan, Indonesia 査読有り

Arie Pujiwati, Kengo Nakamura, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

International Journal of Environmental, Chemical, Ecological, Geological and Geophysical Engineering　11　(10)　820-828　2017年9月10日
Stress buildup and drop in inland shallow crust caused by the 2011 Tohoku-oki earthquake events 査読有り

Kiyotoshi Sakaguchi, Tatsuya Yokoyama, Weiren Lin, Noriaki Watanabe

SCIENTIFIC REPORTS　7　10242　2017年8月

DOI： 10.1038/s41598-017-10897-8 　

ISSN：2045-2322
Fracture network created by 3-D printer and its validation using CT images 査読有り

Anna Suzuki, Noriaki Watanabe, Kewen Li, Roland N. Horne

WATER RESOURCES RESEARCH　53　(7)　6330-6339　2017年7月

DOI： 10.1002/2017WR021032 　

ISSN：0043-1397

eISSN：1944-7973
Hydraulic fracturing and permeability enhancement in granite from subcritical/brittle to supercritical/ductile conditions 査読有り

Noriaki Watanabe, Motoki Egawa, Kiyotoshi Sakaguchi, Takuya Ishibashi, Noriyoshi Tsuchiya

GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS　44　(11)　5468-5475　2017年6月

DOI： 10.1002/2017GL073898 　

ISSN：0094-8276

eISSN：1944-8007
Potentially exploitable supercritical geothermal resources in the ductile crust 査読有り

Noriaki Watanabe, Tatsuya Numakura, Kiyotoshi Sakaguchi, Hanae Saishu, Atsushi Okamoto, Steven E. Ingebritsen, Noriyoshi Tsuchiya

NATURE GEOSCIENCE　10　(2)　140-+　2017年2月

DOI： 10.1038/NGEO2879 　

ISSN：1752-0894

eISSN：1752-0908
The effect of reaction heat by acid injection for enhanced gas recovery from methane hydrate reservoir 査読有り

Fuyuki Kaneko, Kengo Nakamura, Yasuhide Sakamoto, Noriaki Watanabe, Takeshi Komai

23rd Formation Evaluation Symposium of Japan 2017　2017年1月1日
温泉水と廃アルミニウムを用いた水素生成システムの実験的検討査読有り

最首花恵, 小坂拓也, 土屋範芳, 渡邉則昭

日本地熱学会誌　39　(1)　15-24　2017年
出版者・発行元：
DOI： 10.11367/grsj.39.15 　

ISSN：1883-5775 0388-6735
Pressure solution and permeability evolution in fractured granite at elastic and plastic deformation regimes 査読有り

Kohei Saito, Noriaki Watanabe, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya, Takuya Ishibashi, Hanae Saishu

Transactions - Geothermal Resources Council　41　945-955　2017年

ISSN：0193-5933
ν-X-type relative permeability curves for steam-water two-phase flows in fractured geothermal reservoirs 査読有り

N. Watanabe, T. Kickuchi, T. Ishibashi, N. Tsuchiya

Geothermics　65　269-279　2017年1月

DOI： 10.1016/j.geothermics.2016.10.005 　

ISSN：0375-6505

eISSN：1879-3576
Stress dependency of permeability in high temperature fractured granite 査読有り

N. Watanabe, M. Egawa, K. Sakaguchi

Proceedings of the 9th Asian Rock Mechanics Symposium　PO14-P50　2016年10月
Hydraulic fracturing in Inada granite under brittle-ductile condition 査読有り

M. Egawa, N. Watanabe, K. Sakaguchi

Proceedings of the 9th Asian Rock Mechanics Symposium　PO16-P66　2016年10月
Relative permeability curves for two-phase flows through heterogeneous vuggy carbonates 査読有り

H. Kusanagi, N. Watanabe, T. Shimazu, M. Yagi

Proceedings of the 22nd Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper F　2016年9月29日
Linking microearthquakes to fracture permeability change: The role of surface roughness 査読有り

Takuya Ishibashi, Noriaki Watanabe, Hiroshi Asanuma, Noriyoshi Tsuchiya

GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS　43　(14)　7486-7493　2016年7月

DOI： 10.1002/2016GL069478 　

ISSN：0094-8276

eISSN：1944-8007
X線CTを用いた三次元間隙構造可視化による土壌充填カラムにおける間隙率分布の評価査読有り

中村謙吾, 青木飛翔, 渡邉則昭, 駒井武

土木学会論文集C（地圏工学）　72　(2)　190-195　2016年6月20日
出版者・発行元：公益社団法人土木学会
DOI： 10.2208/jscejge.72.190 　

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異なる方法でカラム試験用カラムに充填した土壌試料の通水前後の間隙率分布をX線CTを用いて可視化し，間隙率分布によってどのような流体流動が生じうるかを考察した．水締め法で充填した土壌中の間隙率分布は均質であり，通水後の変化も顕著でなかったことから，このような均質な間隙率分布における流体流動は安定した一様なものであることが示唆された．一方，自由落下法で充填した土壌中の通水前の間隙率分布は，間隙率の大きな部分と小さい部分が層状に存在し，不均質であることが示された．不均質な間隙率分布では，流体流動はらせん状に生じ，さらに流量が時間とともに変化することが示唆された．その間隙率分布に起因して生じる流体流動‐輸送‐反応の連成現象を理解することが，必要不可欠なことであると考えられる．
Linking microearthquakes to fracture permeability evolution 招待有り査読有り

Ishibashi, T., Watanabe, N., Asanuma, H., Tsuchiya, N.

Crustal Permeability　49-64　2016年

DOI： 10.1002/9781119166573.ch7 　
Permeability-porosity relation and preferential flow in heterogeneous vuggy carbonates 査読有り

H. Kusanagi, N. Watanabe, T. Shimazu, M. Yagi

Proceedings of the 21st Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper E　2015年10月
Permeability measurements of fractured granite at 350-450 °C under confining stress 査読有り

T. Numakura, N. Watanabe, K. Sakaguchi, T. Kikuchi, N. Tsuchiya

GRC Transactions　39　329-334　2015年9月
Numerical simulation of gas hydrate bearing sediments for enhanced recovery using partial oxidation method 査読有り

T. Komai, Y. Sakamoto, A. Kishita, N. Watanabe

Proceedings of the Twenty-fifth (2015) International Ocean and Polar Engineering Conference　69-72　2015年6月
New ν-type relative permeability curves for two-phase flows through subsurface fractures 査読有り

N. Watanabe, K. Sakurai, T. Ishibashi, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, M. Yagi, N. Tsuchiya

Water Resources Research　51　(4)　2807-2824　2015年4月

DOI： 10.1002/2014WR016515 　

ISSN：0043-1397

eISSN：1944-7973
Predicting the channeling flows through fractures at various scales 査読有り

N. Watanabe, T. Ishibashi, N. Tsuchiya

Proceedings World Geothermal Congress 2015　paper number 15015　2015年4月
Mapping the preferential flow paths within a fractured reservoir 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, T. Tamagawa, N. Tsuchiya

Proceedings World Geothermal Congress 2015　paper number15018　2015年4月
Fundamental Study for Beyond Brittle Geothermal Reservoirs 査読有り

N. Tsuchiya, H. Asanuma, A. Okamoto, K. Sakaguchi, N. Hirano, A. Kizaki, N. Watanabe

Proceedings World Geothermal Congress 2015　paper number 12019　2015年4月
高温・封圧下における花崗岩き裂の溶解による透水率と間隙構造変化

田中寛人, 岡本敦, 渡邉則昭, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　2015　204-204　2015年
出版者・発行元：一般社団法人日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2015.0_204 　
Beyond-laboratory-scale prediction for channeling flows through subsurface rock fractures with heterogeneous aperture distributions revealed by laboratory evaluation 査読有り

Takuya Ishibashi, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Journal of Geophysical Research: Solid Earth　120　(1)　106-124　2015年1月

DOI： 10.1002/2014JB011555 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
CO2地中貯留条件下における水およびCO2を包有するBerea砂岩の多孔質弾性パラメータ査読有り

渡邉則昭, 臼井祐人, 木崎彰久, 坂口清敏

石油技術協会誌　80　(5)　385-396　2015年
出版者・発行元：石油技術協会
DOI： 10.3720/japt.80.385 　

ISSN：0370-9868
Changes In-situ rock stress in the Kamaishi mine before and after the 2011 Tohoku-oki earthquake

K. Sakaguchi, N. Watanabe, T. Yokoyama

ISRM International Symposium - 8th Asian Rock Mechanics Symposium, ARMS 2014　724-732　2014年
Process design of hydrogen production via the sulfur redox cycle under mild hydrothermal condition 査読有り

P. Setiani, N. Watanabe, N. Tsuchiya

Proceedings of the Grand Renewable Energy 2014 Internationl Conference　O-Hf-4-1　2014年
Predicting channeling flows through subsurface rock fractures beyond laboratory scale 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of the Grand Renewable Energy 2014 Internationl Conference　O-Ge-9-4　2014年
Mechanical and hydraulic characteristics of a rock material under brittle-ductile transition 査読有り

S. Takeyama, N. Watanabe, Y. Usui, K. Sakaguchi

Proceedings of the Grand Renewable Energy 2014 Internationl Conference　P-Ge-16　2014年
Development of a method for removing geothermal scale using a low-speed selfrotating waterjet nozzle system under high ambient pressure 査読有り

K. Shioya, A. Kizaki, N. Watanabe, K. Sakaguchi, T. Igi, T. Kon, K. Suzuki

Proceedings of the Grand Renewable Energy 2014 Internationl Conference　P-Ge-6　2014年
Possibility of hydrogen production from aluminum wastes using low temperature geothermal resources 査読有り

T. Kosaka, N. Watanabe, N. Tsuchiya

Proceedings of the Grand Renewable Energy 2014 Internationl Conference　P-Ge-11　2014年
X-ray CT based numerical analysis for fluid flows through vuggy carbonate cores 査読有り

H. Kusanagi, N. Watanabe, T. Shimazu, M. Yagi, T. Komai, N. Tsuchiya

Proceedings of the 20th Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper N　2014年
Relative permeability curves for gas-liquid two-phase flows through rock fractures 査読有り

T. Kikuchi, N. Watanabe, K. Sakurai, T. Ishibashi, N. Tsuchiya

Proceedings of the 20th Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper F　2014年
砂岩の多孔質弾性パラメータにおけるTerzaghiの有効応力依存性－来待砂岩とBerea砂岩を例として－査読有り

渡邉則昭, 臼井祐人, 木崎彰久, 坂口清敏

石油技術協会誌　79　(4)　224-233　2014年
出版者・発行元：石油技術協会
DOI： 10.3720/japt.79.224 　

ISSN：0370-9868

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A long-term monitoring of carbon dioxide (CO₂) in a reservoir at depth is required for the geological storage of CO₂. For this requirement, an inversion technique utilizing tilt data of the ground surface associated with migration of CO₂ may be one of promising techniques. Poroelastic parameters of reservoir rocks (e.g., sandstone) should be well understood to increase reliability of the monitoring technique, because the inversion technique is based on the poroelastic theory. Better understanding of poroelastic parameters also contributes to geomechanical reservoir characterizations. For this purpose, focusing on a water-saturated part within a sandstone reservoir, a set of five kinds of laboratory tests has been conducted on Kimachi sandstone and Berea sandstone, saturated with water, to determine poroelastic parameters at various combinations of confining pressure (7-40 MPa) and pore pressure (5-25 MPa), namely various Terzaghi's effective stresses (2-35 MPa). Skempton's coefficient B and undrained bulk modulus have been determined by the B-test, in which volumetric strain and pore pressure changes with confining pressure. Drained bulk modulus and parameter H (inverse number of poroelastic expansion coefficient) have been determined by the P-test and the H-test, in which volumetric strain changes with confining pressure and pore pressure, respectively. Young's modulus and Poisson's ratio have been determined by both drained and undrained triaxial compression tests. Confining pressure and pore pressure dependencies for the poroelastic parameters have been examined separately, revealing that both dependencies may be integrated by Terzaghi's effective stress dependency. That is, every poroealstic parameter (y) having Terzaghi's effective stress dependency may be described by a function of Terzaghi's effective stress (σ_eff), y=a+b(1-e^-σX(X=_eff_/10)), where a and b are constants. Additionally, it has been revealed that Biot-Willis (effective stress) coefficient of sandstone with swelling clays can exceed unity at relatively high Terzaghi's effective stresses.
Modeling of three dimensional channeling flow within the Yufutsu oil/gas field 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Tsuchiya, T. Tamagawa

Proceedings of the 20th Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper G　2014年
Beyond-laboratory-scale prediction for channeling flows through subsurface rock fractures 査読有り

N. Watanabe, T. Ishibashi, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

ISRM International Symposium - 8th Asian Rock Mechanics Symposium, ARMS 2014　1662-1671　2014年
Poroelastic parameters of sandstones with and without swelling clay minerals 査読有り

Y. Usui, N. Watanabe, A. Kizaki, K. Sakaguchi

Proceedings of the 8th Asian Rock Mechanics Symposium　PO-83　2014年
Fundamental investigations on mechanical and hydraulic characteristics of the beyond-brittle geothermal reservoir 査読有り

S. Takeyama, N. Watanabe, Y. Usui, K. Sakaguchi

Proceedings of the 8th Asian Rock Mechanics Symposium　PO-95　2014年
GeoFlowを用いたき裂型貯留層における優先流路分布の評価招待有り査読有り

渡邉則昭, 石橋琢也, 土屋範芳, 玉川哲也

石油技術協会誌　78　(6)　482-490　2013年11月

DOI： 10.3720/japt.78.482 　
Oil-water relative permeability curves for fractures in granite and limestone at different intrinsic permeabilites 査読有り

K. Sakurai, N. Watanabe, T. Ishibashi, N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, M. Yagi

Proceedings of the 19th Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper I　2013年9月
Poroelastic parameters of sandstone under various combinations of pore pressure and confining pressure 査読有り

Y. Usui, N. Watanabe, A. Kizaki, K. Sakaguchi

Proceedings of the 19th Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper J　2013年9月
A predictive model and mechanisms associated with hydrogen production via hydrothermal reactions of sulfide 査読有り

Putri Setiani, Noriaki Watanabe, Atsushi Kishita, Noriyoshi Tsuchiya

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　38　(26)　11209-11221　2013年8月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2013.06.051 　

ISSN：0360-3199
Experimental determination of poroelastic constants for sandstone under geologic CO2 sequestration conditions 査読有り

Y. Usui, N. Watanabe, A. Kizaki, K. Sakaguchi

Proceedings of the 6th International Symposium on In-Situ Rock Stress　1086-1099　2013年8月
Time-dependent permeability of carbonate fracture influenced by stress and pH 査読有り

T. Ishibashi, T. P. McGuire, N. Watanabe, N. Tsuchiya, D. Elsworth

Proceedings of the 6th International Symposium on In-Situ Rock Stress　484-489　2013年8月
Experimental and numerical determination of relative permeability curves for two-phase flow through a rock fracture under confining pressure 査読有り

N. Watanabe, K. Sakurai, T. Ishibashi, N. Tsuchiya

Proceedings of the 6th International Symposium on In-Situ Rock Stress　524-533　2013年8月
Permeability evolution in carbonate fractures: Competing roles of confining stress and fluid pH 査読有り

Takuya Ishibashi, Thomas P. McGuire, Noriaki Watanabe, Noriyoshi Tsuchiya, Derek Elsworth

WATER RESOURCES RESEARCH　49　(5)　2828-2842　2013年5月

DOI： 10.1002/wrcr.20253 　

ISSN：0043-1397

eISSN：1944-7973
Development of predictive model equation for hydrogen production from hydrothermal reaction of sulfide 査読有り

Putri Setiani, Noriaki Watanabe, Atsushi Kishita, Noriyoshi Tsuchiya

ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　245　(1)　642-643　2013年4月

ISSN：0065-7727
Geologic Core Holder with a CFR PEEK Body for the X-ray CT-Based Numerical Analysis of Fracture Flow Under Confining Pressure 査読有り

Noriaki Watanabe, Takuya Ishibashi, Noriyoshi Tsuchiya, Yutaka Ohsaki, Tetsuya Tamagawa, Yoshihiro Tsuchiya, Hiroshi Okabe, Hisao Ito

ROCK MECHANICS AND ROCK ENGINEERING　46　(2)　413-418　2013年3月

DOI： 10.1007/s00603-012-0311-5 　

ISSN：0723-2632
Hydrothermal extractive upgrading of bitumen without coke formation 査読有り

Javier Vilcaez, Masaru Watanabe, Noriaki Watanabe, Atsushi Kishita, Tadafumi Adschiri

FUEL　102　379-385　2012年12月

DOI： 10.1016/j.fuel.2012.07.024 　

ISSN：0016-2361

eISSN：1873-7153
Temperature- and pH-dependent mechanism of hydrogen production from hydrothermal reactions of sulfide 査読有り

Putri Setiani, Noriaki Watanabe, Atsushi Kishita, Noriyoshi Tsuchiya

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　37　(24)　18679-18687　2012年12月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2012.10.013 　

ISSN：0360-3199
GeoFlow: A novel model simulator for prediction of the 3-D channeling flow in a rock fracture network 査読有り

Ishibashi, Takuya, Watanabe, Noriaki, Hirano, Nobuo, Okamoto, Atsushi, Tsuchiya, Noriyoshi

WATER RESOURCES RESEARCH　48　W07601　2012年7月

DOI： 10.1029/2011WR011226 　

ISSN：0043-1397
Hydrothermal synthesis of porous hydroxyapatite ceramics composed of rod-shaped particles and evaluation of their fracture behavior 査読有り

Setsuaki Murakami, Katsuya Kato, Yuki Enari, Masanobu Kamitakahara, Noriaki Watanabe, Koji Ioku

CERAMICS INTERNATIONAL　38　(2)　1649-1654　2012年3月

DOI： 10.1016/j.ceramint.2011.09.056 　

ISSN：0272-8842
東北地方太平洋沖地震による岩手，宮城，福島県沿岸域の津波堆積物のヒ素に関するリスク評価査読有り

土屋範芳, 井上千弘, 山田亮一, 山崎慎一, 平野伸夫, 岡本敦, 小川泰正, 渡邊隆広, 奈良郁子, 渡邉則昭, 東北地方津波堆積物研究グループ

地質学雑誌　118　(7)　419-430　2012年
出版者・発行元： The Geological Society of Japan
DOI： 10.5575/geosoc.2012.0043 　

ISSN：0016-7630

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2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震により，岩手・宮城・福島県沿岸部を中心に甚大な津波被害が発生し，震災域は津波堆積物により広く被覆された．ヒ素のリスクを評価するために，岩手県久慈市から福島県南相馬市にかけて137個の津波堆積物を採取し，全堆積物化学組成の分析，水および海水溶出試験を行った．また，水溶出液に対して3 kDa以下，3 kDa−0.2 μm，0.2 μm−0.45 μm，および0.45 μm以上の4つに分液し，ヒ素の化学形態について評価した．45試料においてヒ素の水溶出量は土壌環境基準値（10 μg/l）を超過した．特に，気仙沼市大谷地域においては，水溶出量が土壌環境基準値の39倍と極めて高く，ここに分布する金鉱山の影響を強く受けていると考えられる．溶出液中のヒ素の約70%は3 kDa以下であり，溶出液中のヒ素は微細なコロイドおよび溶存態として含まれていることを示している．
Upgrading of aperture model based on surface geometry of natural fracture for evaluating channeling flow 査読有り

Takuya Ishibashi, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

Transactions - Geothermal Resources Council　36 1　481-486　2012年

ISSN：0193-5933
Relative permeability measurement and numerical modeling of two-phase flow through variable aperture fracture in granite under confining pressure 査読有り

N. Watanabe, K. Sakurai, T. Ishibashi, N. Tsuchiya

Geothermal Resources Council Transactions　36　583-587　2012年
Experimental and numerical investigation of two-phase flow in a rock fracture under confining pressure 査読有り

N. Watanabe, K. Sakurai, T. Ishibashi, N. Tsuchiya

Proceedings of the 18th Formation Evaluation Symposium of Japan　Paper G　2012年
Impact of 3D channeling flow on well productivity in the yufutsu oil/gas field 査読有り

Takuya Ishibashi, Noriaki Watanabe, Tetsuya Tamagawa, Nobuo Hirano, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya

18th Formation Evaluation Symposium of Japan 2012　Paper K　2012年
Supercritical methanol method for direct conversion of microalgae biomasses into biodiesel 査読有り

D.A. Setiawati, A Nuryadi, N. Watanabe, A. Kishita, N. Tsuchiya

International Journal of Environment and Bioenergy　3　(1)　34-45　2012年
Experimental and numerical evaluation of channeling flow in fractured type of geothermal reservoir

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of 37th Workshop on Geothermal Reservoir Engineering (Stanford University, Stanford, California, January 30 - Feburary 1, 2012)　759-766　2012年1月
Characterisation and photocatalytic activity of structure-controlled spherical granules of an anatase/hydroxyapatite composite 査読有り

Masanobu Kamitakahara, Osamu Kawaguchi, Noriaki Watanabe, Koji Ioku

MATERIALS RESEARCH BULLETIN　46　(12)　2283-2287　2011年12月

DOI： 10.1016/j.materresbull.2011.08.059 　

ISSN：0025-5408
X-ray CT based numerical analysis of fracture flow for core samples under various confining pressures 査読有り

Watanabe, Noriaki, Ishibashi, Takuya, Ohsaki, Yutaka, Tsuchiya, Yoshihiro, Tamagawa, Tetsuya, Hirano, Nobuo, Okabe, Hiroshi, Tsuchiya, Noriyoshi

ENGINEERING GEOLOGY　123　(4)　338-346　2011年11月

DOI： 10.1016/j.enggeo.2011.09.010 　

ISSN：0013-7952
Precise 3D Numerical Modeling of Fracture Flow Coupled With X-Ray Computed Tomography for Reservoir Core Samples 査読有り

N. Watanabe, T. Ishibashi, N. Hirano, N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, Y. Tsuchiya, H. Okabe

SPE JOURNAL　16　(3)　683-691　2011年9月

DOI： 10.2118/146643-PA 　

ISSN：1086-055X

eISSN：1930-0220
Development of CFR-PEEK core holder for X-ray CT based numerical analysis of fluid flow within fractured samples under confining pressure 査読有り

N. Watanabe, T. Ishibashi, N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, Y. Tsuchiya, H. Okabe, H. Ito

Proceedings of 17th Formation Evaluation Symposium of Japan　CD-ROM　Paper C　2011年9月
Evaluation and Prediction of fluid flow through fracture under confining pressure in various scales 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of 17th Formation Evaluation Symposium of Japan　CD-ROM　Paper N　2011年9月
Core analysis towards the integration with logging and borehole data 査読有り

H. Ito, Y. Sanada, N. Watanabe, T. Tsuji, T. Mukunoki, F. Yamada, K. Kawabata

Proceedings of 17th Formation Evaluation Symposium of Japan　CD-ROM　Paper T　2011年9月
Enhanced hydrogen production from biomass via the sulfur redox cycle under hydrothermal conditions 査読有り

Putri Setiani, Javier Vilcaez, Noriaki Watanabe, Atsushi Kishita, Noriyoshi Tsuchiya

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　36　(17)　10674-10682　2011年8月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2011.06.012 　

ISSN：0360-3199
Effects of general zero-valent metals power of Co/W/Ni/Fe on hydrogen production with H2S as a reductant under hydrothermal conditions 査読有り

Shiping Zhang, Fangming Jin, Xu Zeng, Jiajun Hu, Zhibao Huo, Yuanqing Wang, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY　36　(15)　8878-8884　2011年7月

DOI： 10.1016/j.ijhydene.2011.04.227 　

ISSN：0360-3199

eISSN：1879-3487
Advanced direct use of geothermal energy for hydrogen production and material conversion 査読有り

N. Tsuchiya, N. Watanabe

Geothermal Resources Council Transactions　35　143-146　2011年
Sustainable and enhanced hydrogen production from biomass through sulfur redox cycle using georeactor 査読有り

P. Setiani, J. Vilcaez, N. Watanabe, A. Kishita, N. Tsuchiya

Geothermal Resources Council Transactions　35　135-138　2011年
Morphology and composition of hydroxyapatite particles synthesized hydrothermally from tricalcium phosphates 査読有り

M. Kamitakahara, Y. Enari, N. Watanabe, K. Ioku

Transactions of the Materials Research Society of Japan　36　(3)　405-408　2011年
出版者・発行元： The Materials Research Society of Japan
DOI： 10.14723/tmrsj.36.405 　

ISSN：1382-3469

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Hydroxyapatite (HA) ceramics are used as artificial bones and adsorbents. The properties of HA particles are dependent on their morphology and composition. To reveal the effects of these factors, tailored HA particles are required. In the present study, HA particles with a controlled morphology and composition were prepared using the hydrothermal treatment of α- or β-tricalcium phosphate (α- or β-TCP) particles in an acidic or basic solutions at 120−240 °C. Plate-like HA particles were obtained when α-TCP was treated with the acidic solution. Rod-like HA particles were obtained when α-TCP was treated with the basic solution or when β-TCP was treated with the acidic solution. Rice-like HA particles were obtained when β-TCP was treated with the basic solution. The HA particles that were obtained under these conditions had a calcium-deficient composition, and the Ca/P molar ratio approached the stoichiometric value when the treatment temperature was increased. The morphology and composition of HA particles were controlled by selecting the starting materials and hydrothermal conditions.
EOR simulation by in situ nitrogen production via denitrifying bacteria and performance improvement by nitrogen alternating surfactant injection

A. Nuryadi, A. Kishita, N. Watanabe, J. Vilcaez, N. Kawai

Proceedings of SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition 2011　2　1422-1427　2011年
Analysis of fracture flow within reservior core sample under confining pressure by numerical modeling coupled with X-ray computed tomography 査読有り

N. Watanabe, T. Ishibashi, N. Hirano, N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, Y. Tsuchiya, H. Okabe

Proceedings of The 16th Formation Evaluation Symposium of Japan　CD-ROM　Paper G　2010年10月
Hydrothermal synthesis and characterization of hydroxyapatite from octacalcium phosphate 査読有り

Natsuko Ito, Masanobu Kamitakahara, Setsuaki Murakami, Noriaki Watanabe, Koji Ioku

JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN　118　(1380)　762-766　2010年8月

DOI： 10.2109/jcersj2.118.762 　

ISSN：1882-0743

eISSN：1348-6535
Formation of Hydroxyapatite Microtubes Assisted with Anatase under Hydrothermal Conditions 査読有り

Masanobu Kamitakahara, Setsuaki Murakami, Hiroko Takahashi, Noriaki Watanabe, Koji Ioku

CHEMISTRY LETTERS　39　(8)　854-855　2010年8月

DOI： 10.1246/cl.2010.854 　

ISSN：0366-7022

eISSN：1348-0715
New concept discrete fracture network model simulator, GeoFlow, and three dimensional channeling flow in fracture network 査読有り

N. Hirano, T. Ishibashi, N. Watanabe, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings World Geothermal Congress 2010　DVD　Paper Number 2249　2010年4月
Three dimensional numerical modeling of fracture flow for rock core coupled with X-ray computed tomography 査読有り

N. Watanabe, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, N. Hirano, Y. Tsuchiya, H. Okabe, N. Tsuchiya

Proceedings World Geothermal Congress 2010　DVD　Paper Number 3142　2010年4月
Evaluation of three dimensional channeling flow by new concept discrete fracture network model simulator, GeoFlow 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, N. Tsuchiya

Proceedings of the Renewable Energy 2010　CD-ROM　Paper O-Ge-2-3　2010年
Visualization of three dimensional channeling flow in fracture system by new concept model simulator, GeoFlow

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of G-COE Symposium 2010 Dynamic Earth and Heterogeneous Structure　191-193　2010年
Synthesis of designed hydroxyapatite particles using hydrothermal process 査読有り

M. Kamitakahara, N. Ito, Y. Enari, N. Watanabe, K. Ioku, C. B. Ustundag

Proceedings of 15th International Metallurgy & Materials Congress　631-636　2010年
Carbonate hydroxyapatite prepared by hydrothermal treatment of calcium carbonate 査読有り

W. Park, Z. Mohamad, M. Kamitakahara, N. Watanabe, C. B. Ustundag, K. Ioku

Proceedings of 15th International Metallurgy & Materials Congress　623-630　2010年
Preparation and characterization of granules composed of rod-shaped beta-tricalcium phosphate particles 査読有り

R. Fujii, M. Kamitakahara, N. Watanabe, T. Ikeda, K. Ioku

Proceedings of 15th International Metallurgy & Materials Congress　637-643　2010年
Preparation of hydroxyapatite microtube using hydrothermal process in the presence of titania 査読有り

H. Takahashi, M. Kamitakahara, S. Murakami, N. Watanabe, K. Ioku

Proceedings of 15th International Metallurgy & Materials Congress　2160-2165　2010年
Observation of the heavy crude oil dissolution behavior under supercritical condition of water

A. Kishita, N. Watanabe, J. V. Pe, ez

Proceedings of International Petroleum Technology Conference　CD-ROM　IPTC 13898-2924　2009年12月

DOI： 10.2523/IPTC-13891-MS 　
Evaluation of photocatalytic activity of anatase/hydroxyapatite composite granules for environmental purification 査読有り

Masanobu Kamitakahara, Setsuaki Murakami, Noriaki Watanabe, Shidong Ji, Harumitsu Nishikawa, Koji Ioku

JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN　117　(1371)　1172-1174　2009年11月

DOI： 10.2109/jcersj2.117.1172 　

ISSN：1882-0743

eISSN：1348-6535
Utilization of X-ray computed tomography in three dimensional numerical modeling of fluid flow through fractured rock core 査読有り

N. Watanabe, Y. Ohsaki, Y. Tsuchiya, T. Tamagawa, N. Hirano, H. Okabe, T. Tsuchiya

Proceedings of the 15th Formation Evaluation Symposium of Japan　M1-M10　2009年10月
Three dimensional analysis of channeling flow by new discrete fracture network model simulator, GeoFlow 査読有り

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Proceedings of the 15th Formation Evaluation Symposium of Japan　N1-N6　2009年10月
Water soluble/insoluble fractions of bitumen at hydrothermal conditions inferred by direct observation using visible-type autoclave 査読有り

N. Watanabe, Y. Takeuchi, T. Kayouda, A. Kishita

Proceedings of the 8th world congress of chemical engineering　published by electronic media　2009年8月
Diversity of channeling flow in heterogeneous aperture distribution inferred from integrated experimental-numerical analysis on flow through shear fracture in granite 査読有り

Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Journal of Geophysical Research: Solid Earth　114　(4)　B04208　2009年4月

DOI： 10.1029/2008JB005959 　

ISSN：2169-9313

eISSN：2169-9356
Direct measurement of contact area and stress dependence of anisotropic flow through rock fracture with heterogeneous aperture distribution 査読有り

Katsumi Nemoto, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Earth and Planetary Science Letters　281　(1-2)　81-87　2009年4月

DOI： 10.1016/j.epsl.2009.02.005 　

ISSN：0012-821X
Hydrothermal synthesis of hydroxyapatite from octacalcium phosphate: effect of hydrothermal temperature 査読有り

Masanobu Kamitakahara, Natsuko Ito, Setsuaki Murakami, Noriaki Watanabe, Koji Ioku

JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN　117　(1363)　385-387　2009年3月

DOI： 10.2109/jcersj2.117.385 　

ISSN：1882-0743

eISSN：1348-6535
超臨界水処理におけるビチューメンの溶解挙動その場観察

竹内祐介, 渡邉則昭, 木下睦

化学工学会研究発表講演要旨集　2009　396-396　2009年
出版者・発行元：公益社団法人化学工学会
DOI： 10.11491/scej.2009.0.396.0 　
Calcium Phosphate Porous Materials with Unique Microstructures 査読有り

Koji Ioku, Masanobu Kamitakahara, Noriaki Watanabe, Osamu Kawaguchi, Setsuaki Murakami, Tohru Ikeda

BIOCERAMICS 21　396-398　645-648　2009年

DOI： 10.4028/0-87849-353-0.645 　

ISSN：1013-9826
Mechanical properties of porous hydroxyapatite ceramics composed of rod-shaped particles with controlled aspect ratio 査読有り

S. Murakami, K. Kato, Y. Enari, M. Kamitakahara, N. Watanabe, K. Ioku

Archives of BioCeramics Research　9　263-266　2009年
Hydrothermal Synthesis of Hydroxyapatite/Titania Granules Using Water-soluble Titanium Complex 査読有り

Masanobu Kamitakahara, Osamu Kawaguchi, Noriaki Watanabe, Koji Ioku

Archives of BioCeramics Research　9　187-190　2009年
Characterization of Hydroxyapatite Synthesized by Hydrothermal Treatment of Octacalcium Phosphate 査読有り

Natsuko Ito, Masanobu Kamitakahara, Setsuaki Murakami, Noriaki Watanabe, Koji Ioku

Archives of BioCeramics Research　9　67-70　2009年
Preparation of Globular Hydroxyapatite Composed of Plate-like Particles 査読有り

K. Sasaki, M. Kamitakahara, N. Watanabe, K. Ioku

Processing and Fabrication of Advanced Materials XVIII　3　1385-1392　2009年
Surface Characterization of Hydroxyapatite with Specific Crystal Face Tailored by Hydrothermal Process 査読有り

Y. Enari, M. Kamitakahara, N. Watanabe, K. Ioku

Bioceramics 22　22　55-58　2009年
Preparation of Hydroxyapatite Spheres Composed of Plate-like Particles by Hydrothermal Treatment of Supersaturated Calcium Phosphate Solution 査読有り

K. Sasaki, M. Kamitakahara, N. Watanabe, K. Ioku

Bioceramics 22　22　39-42　2009年
Synthesis of Silicon-doped Tricalcium Phosphate through Wet Chemical Process 査読有り

M. Kamitakahara, H. Kamura, N. Watanabe, K. Ioku, C. Ohtsuki

Bioceramics 22　22　31-34　2009年
Evaluation of Octacalcium Phosphate for Application to Drug Carrier 査読有り

N. Ito, M. Kamitakahara, N. Watanabe, K. Ioku

Bioceramics 22　22　27-30　2009年
Development of discrete fracture network model simulator, GeoFlow, for evaluation of three dimensional channeling flow

T. Ishibashi, N. Watanabe, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

Society of Petroleum Engineers - International Petroleum Technology Conference 2009, IPTC 2009　1　352-357　2009年
Three dimensional numerical analysis of fluid flow through fractured rock core using X-ray computed tomography

N. Watanabe, N. Hirano, N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, Y. Tsuchiya, H. Okabe

Society of Petroleum Engineers - International Petroleum Technology Conference 2009, IPTC 2009　1　408-420　2009年

DOI： 10.2523/IPTC-13164-MS 　
Determination of aperture structure and fluid flow in a rock fracture by high-resolution numerical modeling on the basis of a flow-through experiment under confining pressure 査読有り

Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Water Resources Research　44　(6)　W06412　2008年6月

DOI： 10.1029/2006WR005411 　

ISSN：0043-1397
1-10 高温高圧水中での超重質油の軽質化に関する速度論的検討((3)重質油改質,Session 1 石炭・重質油等)

竹内祐介, 渡邉則昭, 木下睦, 田路和幸, 阿部純

日本エネルギー学会大会講演要旨集　17　20-21　2008年
出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会
DOI： 10.20550/jietaikaiyoushi.17.0_20 　
Experimental and numerical analysis of flow path change in rock fracture under hydrothermal condition

N. Watanabe, H. Iijima, N. Hirano, N. Tsuchiya

AIP Conference Proceedings　987　133-136　2008年

DOI： 10.1063/1.2896959 　

ISSN：0094-243X

eISSN：1551-7616
Evaluation of fluid flow field in single rock fracture during frictional sliding

K. Nemoto, N. Watanabe, N. Tsuchiya

WATER DYNAMICS　987　123-128　2008年

DOI： 10.1063/1.2896957 　

ISSN：0094-243X
Synthesis of spherical granules composed of rod-shaped hydroxyapatite particles utilizing a hydrothermal process 査読有り

M. Kamitahara, T. Takahashi, G. Kawachi, N. Watanabe, K. Ioku

Proc. 4th Int. Symp. Apatites and Correlative Biomaterials (ISACB2008)　26-28　2008年
Relationship between rate of aperture reduction and contact pressure of fracture in granite under hydrothermal condition 査読有り

Noriaki Watanabe, Hiroshi Lijima, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Transactions - Geothermal Resources Council　32　416-421　2008年

ISSN：0193-5933
Precipitation of silica minerals by hydrothermal flow-through experiments at 200-430 °C and 30 MPa 査読有り

Atsushi Okamoto, Hanae Saishu, Nobuo Hirano, Noriaki Watanabe, Noriyoshi Tsuchiya

Transactions - Geothermal Resources Council　32　331-334　2008年

ISSN：0193-5933
Preparation of Calcium Phosphate Porous Materials with Unique Microstructures 査読有り

K. Ioku, M. Kamitakahara, N. Watanabe, T. Takahashi, S. Murakami, T. Ikeda

Archieves of Bio Ceramics Research　8　28-31　2008年
42 重質油のオンサイト軽質化プロセスにおける高温高圧水の役割(重質油(1))

竹内祐介, 渡邉則昭, 木下睦, 田路和幸, 中村常太, 守谷武彦

石炭科学会議発表論文集　44　84-85　2007年
出版者・発行元：一般社団法人日本エネルギー学会
DOI： 10.20550/jiesekitanronbun.44.0_84 　

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Studies on the role of supercritical water in on-site upgrading system of bitumen by hydrothermal were carried out by varying experimental parameter such as reaction pressure, which influences the density of water. Experiments were carried out using a continuous flow reacting system operated under a temperature of 430 C. From the results such as the viscosity and the production of toluene insoluble and so forth, it was found that higher density supercritical water inhibits the pyrolysis of bitumen to lower molecular weight substance and the coking. Sato et al. found that the corking was inhibited because interactions among aromatic rings in quinoline could be disrupted. The dielectric constant of water in supercritical region is decreased to the same level of organic solvent. These interactions may be disrupted in the supercritical water. Accordingly, the supercritical water may easily exist around the hydrocarbons . As a result, this may prevent the bitumen from corking.
様々な重質油を用いた水熱処理

竹内祐介, 渡邉則昭, 景鎮子, 宮本大, 木下睦, 田路和幸

石油学会年会・秋季大会講演要旨集　2007　61-61　2007年
出版者・発行元：公益社団法人石油学会
DOI： 10.11523/sekiyu.2007f.0.61.0 　

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これまでにカナダ産ビチュメンを用いて430℃、30MPaの超臨界水熱改質処理を行い、低分子化及び低粘度化した生成油が得られることを見出した。一方、今後は重質油利用が増大し受け入れた重質油の種類によって生成油の性状が異なると予想する。そこで、硫黄含有率等、性状の異なる重質油の水熱処理を行い生成油を評価することで油種の生成油に与える影響を検討した。
Numerical evaluation of anisotropic fluid flow in sheared rock fractures

K. Nemoto, N. Watanabe, H. Oka, N. Hirano, N. Tsuchiya

WATER DYNAMICS　898　36-+　2007年

DOI： 10.1063/1.2721246 　

ISSN：0094-243X
Evaluation of aperture structure and fluid flow in shear fracture of granite using high-resolution numerical modeling technique

N. Watanabe, N. Hirano, N. Tsuchiya

WATER DYNAMICS　898　66-+　2007年

DOI： 10.1063/1.2721251 　

ISSN：0094-243X
Evaluation of flow anisotropy within a simulated shear fracture under stress conditions from shallow to deep reservoirs 査読有り

Katsumi Nemoto, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Transactions - Geothermal Resources Council　31　301-306　2007年

ISSN：0193-5933
Observation of flow path change in rock fracture under hydrothermal condition using a coupled experimental-numerical method 査読有り

Noriaki Watanabe, Hiroshi Iijima, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Transactions - Geothermal Resources Council　31　323-327　2007年

ISSN：0193-5933
Evaluation of fluid flow path in a single fracture undergoing normal stress and shear offset

K. Nemoto, H. Oka, N. Watanabe, N. Hirano, N. Tsuchiya

AIP Conference Proceedings　833　156-161　2006年5月15日

DOI： 10.1063/1.2207095 　

ISSN：0094-243X

eISSN：1551-7616
High resolution modeling of aperture structure and flow path in rock fracture

N. Watanabe, N. Hirano, T. Tamagawa, K. Tezuka, N. Tsuchiya

AIP Conference Proceedings　833　173-176　2006年5月15日

DOI： 10.1063/1.2207099 　

ISSN：0094-243X

eISSN：1551-7616
Experimental evaluation of fluid flow through artificial shear fracture in Granite 査読有り

Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Transactions - Geothermal Resources Council　30 I　361-366　2006年

ISSN：0193-5933
封圧下透水実験に基づいたき裂型油ガス貯留層の生産性予測に関する基礎的研究査読有り

渡邉則昭, 平野伸夫, 玉川哲也, 手塚和彦, 土屋範芳

石油技術協会誌　71　(2)　217-226　2006年
出版者・発行元： The Japanese Association for Petroleum Technology
DOI： 10.3720/japt.71.217 　

ISSN：0370-9868

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Flow-through experiments were performed for single tensile fractures artificially created in granite, using Rubber-Confining Pressure Vessel (R-CPV), which has been developed for the experiments under relative high confining pressure conditions up to 100 MPa. The experimental results showed great differences in permeability depending on degree of offset along the fracture surface. In case of the fractures without offset, permeability decreased significantly with increasing confining pressure until around 40-50 MPa, beyond which the permeability, however, decreased gradually and then became constant, and remained much higher than that of rock matrix even at 100 MPa. In case of the fractures with 1, 3, 5 and 10 mm offset, permeability was much higher than that of the fractures without offset. The behavior of permeability for increase of confining pressure, however, drastically changed between 1 mm and other offset conditions. No obvious decrease of permeability was observed with increasing confining pressure in case of 3, 5 and 10 mm offset, while permeability decreased continuously until 70 MPa and abrupt decrease was also observed at 80 MPa in case of 1 mm offset. Those results indicate understanding of offset conditions is a key factor for prediction of productivity in oil/gas fractured reservoir.
ゴムを圧力媒体とした封圧発生装置の開発および透水試験査読有り

平野伸夫, 渡邉則昭, 土屋範芳

資源と素材　121　(10)　484-488　2005年
出版者・発行元： The Mining and Materials Processing Institute of Japan
DOI： 10.2473/shigentosozai.121.484 　

ISSN：0916-1740

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A new type of confining vessel has been developed to undertake high-pressure, flow test experiments, at simulated lithospheric stress conditions. Confining pressure is generated by the uniaxial compression of a rubber medium, which leads to the term Rubber-Confining Pressure vessel ‰ (R-CPV) to describe this system. The pressure vessel is composed of an outside cylinder, an inside cylinder to hold the sample, rubber to generate the confining pressure and facilitate sample sealing, a hollow piston for rubber compression, and an outside piston for hollow piston compression and maintaining inner fluid pressure. The fundamental principle of the R-CPV apparatus is the establishment of confining pressures which utilizes rubber elasticity to generate isotropic pressure. The rubber is bound to the sample and hollow piston only compresses the rubber. Pressure of compression is converted to confining pressure, which correspondingly affects the sample. The outside piston has holes for fluid inflow and outflow. Testing of the R-CPV vessel, using butadiene rubber, has shown it can generate over 100 MPa maximum confining pressure, with 245kN pressing capacity, and facilitate permeability measurements under a range of high confining pressures. For example, preliminary results of flow test experiments for tension cracks in Inada granite, show hydraulic permeability rapidly decreases at <50 MPa confining pressure, whilst the apparent decrease in hydraulic permeability declines more gently at conditions of >50 MPa. Our experiments show that the new R-CPV apparatus has great potential for better understanding a wide range of geological issues, and likely industrial applications, as it can accommodate permeability-flow testing under a wide range of high confining pressure conditions.
Measurement of hydraulically ineffective area on a fracture under normal stress condition 査読有り

Katsumi Nemoto, Hideyuki Oka, Noriaki Watanabe, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya

Transactions - Geothermal Resources Council　29　413-417　2005年

ISSN：0193-5933
Numerical estimation of aperture structure and flow wetted field in rock fracture 査読有り

N. Watanabe, N. Hirano, T. Tamagawa, K. Tezuka, N. Tsuchiya

Transactions - Geothermal Resources Council　29　431-436　2005年

ISSN：0193-5933
Flow path and distribution of permeability in single rock fracture based on flow experiment using rubber-confining pressure vessel

N. Watanabe, N. Tsuchiya, N. Hirano, K. Nemoto

Proceedings of the 1st workshop on IODP physical property measurement　8-15　2005年
Permeability measurement for large rock fracture using rubber-confining pressure vessel 査読有り

N. Watanabe, N. Hirano, N. Tsuchiya

Proceedings of 26th Annual New Zealand Geothermal Workshop　2004年
Development of rubber-confining pressure vessel (R-CPV) and permeability measurement of granite rock fracture

N. Watanabe, N. Hirano, N. Tsuchiya

Proceedings of 2nd International Workshop on WATER DYNAMICS　121-124　2004年
Experimental and numerical analysis of hydrothermal channel flow through a tensile fracture in granite 査読有り

N. Watanabe, N. Tsuchiya

Geothermal Resources Council Transactions　27　743-746　2003年

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MISC 52

キレート剤による選択的鉱物溶解にともなう花崗岩の透水性増加のプロセスと最適pH

高橋亮太, 渡邉則昭, 中村謙吾, 駒井武

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2021　2021年
データ駆動型解析による古津波堆積物の化学的特徴の解明

佐藤就太, 中村謙吾, 渡邉則昭, 駒井武

Proceedings of Symposium on Geo-Environments and Geo-Technics　31st　2021年

ISSN： 0917-7183
不かく乱粘性土及び有機質土に形成される孔隙と卓越流路の可視化

中村謙吾, 土田恭平, 渡邉則昭, 駒井武

地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会講演集(Web)　26th　2021年
土壌カラムへの通水により形成された流路と溶出挙動との関係

土田恭平, 中村謙吾, 近藤萌波, 渡邉則昭, 駒井武

地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会講演集(Web)　26th　2021年
新化学的刺激法:キレート剤を用いたき裂内の選択的鉱物溶解

高橋香於里, 渡邉則昭, 中村謙吾, 駒井武, 熊野裕介, 赤工浩平, 玉川哲也

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2020　2020年
超臨界地熱環境下におけるアモルファスシリカ粒子の形成と花崗岩き裂の透水性への影響

阿部光, 渡邉則昭, 中村謙吾, 岡本敦, 駒井武

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2020　2020年
超高温水圧破砕における高密度き裂ネットワークの形成プロセス

後藤遼太, 渡邉則昭, 坂口清敏, PRAMUDYO Eko, 駒井武, 土屋範芳, CHEN Y., 石橋琢也, FRANCESCO Parisio, 吉岡慶太

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2020　2020年
室内実験と現場実測による水銀フラックス変動要因の解明及び水銀フラックス発生挙動の予測

近藤萌波, 中村謙吾, 土田恭平, 渡邉則昭, 駒井武

資源・素材(Web)　2020　2020年
X線CTによる土壌カラム内の流路の可視化

土田恭平, 中村謙吾, 近藤萌波, 渡邉則昭, 駒井武

資源・素材(Web)　2020　2020年
土壌カラム内に形成される流路と溶出挙動との関係

土田恭平, 中村謙吾, 近藤萌波, 渡邉則昭, 駒井武

環境工学研究フォーラム講演集　57th　2020年
水圧・減圧破砕による人工超臨界地熱貯留層造成に関する研究

渡邉則昭, 坂口清敏, 平野伸夫, 鈴木杏奈, 後藤遼太, 三浦崇宏, BAILONG Liu, 伊藤高敏, 駒井武, 土屋範芳, 渡邉教弘, 石橋琢也, 浅沼宏

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2019　35-35　2019年11月
弾性波計測に基づく超臨界地熱環境における水圧破砕現象の特性評価

三浦崇宏, 渡邉則昭, 坂口清敏, 後藤遼太, 山根宏太, 駒井武, CHEN Youqing, 石橋琢也, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合大会予稿集(Web)　2019　ROMBUNNO.SCG58‐10 (WEB ONLY)　2019年
CO₂地中貯留条件下における火山性砂岩の力学特性変化

服部晃己, 渡邉則昭, 岡本敦, 中村謙吾, 駒井武, 玉川哲也

石油技術協会誌　83　(4)　286　2018年7月

ISSN： 0370-9868
弾性波計測に基づく超臨界地熱環境における水圧破砕現象の特性評価

三浦崇宏, 渡邉則昭, 坂口清敏, 後藤遼太, 山根宏太, 駒井武, 土屋範芳, CHEN Y., 石橋琢也

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2018　2018年
高温延性花崗岩き裂における圧力溶解・自由表面溶解による透水性変化

斎藤耕平, 渡邉則昭, 岡本敦, 土屋範芳, 駒井武, 石橋琢也, 最首花恵, 渡邉教弘

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2018　2018年
超臨界岩体内での人工貯留層造成に関する室内実験

後藤遼太, 渡邉則昭, 坂口清敏, 三浦崇宏, 山根宏太, 駒井武, 土屋範芳, CHEN Y., 石橋琢也

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2018　2018年
超臨界地熱環境における花崗岩の水圧破砕および透水性増加

後藤遼太, 渡邉則昭, 坂口清敏, 三浦崇宏, 山根宏太, 石橋琢也, CHEN Youqing, 駒井武, 土屋範芳

資源・素材(Web)　2018　2018年
CO₂地中貯留条件下における火山性砂岩の力学特性変化

服部晃己, 渡邉則昭, 岡本敦, 中村謙吾, 駒井武, 玉川哲也

石油技術協会特別講演会・春季講演会(シンポジウム・個人講演)要旨集　2018　2018年
CO₂地中貯留のためのドライアウト現象が岩石の孔隙と浸透特性に及ぼす影響に関する研究

越前壮一, 渡邊則昭, 駒井武, 橋田俊之

日本機械学会東北支部総会・講演会講演論文集(Web)　2017.52　2017年

ISSN： 2424-2713
X線CTを用いたカラム内部流路の可視化による卓越流路の粒径依存特性の評価

青木飛翔, 中村謙吾, 渡邉則昭, 駒井武

資源・素材(Web)　2016　2016年
上向流カラム通水試験の土壌中における卓越流路の三次元可視化

青木飛翔, 中村謙吾, 渡邉則昭, 駒井武

地下水・土壌汚染とその防止対策に関する研究集会講演集(CD-ROM)　22nd　2016年
硫黄サイクルを通じたバイオマスからの水素製造技術の開発

渡邉則昭

月刊ケミカルエンジニヤリング　60　(10)　1-6　2015年10月1日
出版者・発行元：株式会社化学工業社
400°Cまでの高圧熱水環境からの急減圧に伴う鉱物き裂生成の検討

笠原尚也, 平野伸夫, 渡邉則昭, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2014　A05　2014年
鉱物および流体の相変化にともなう岩石破壊に関する実験的研究

青島聡, 平野伸夫, 渡邉則昭, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2014　P23　2014年
超臨界から亜臨界水熱環境下における岩石き裂生成に関する実験的研究

笠原尚也, 平野伸夫, 渡邉則昭, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2013　44　2013年
GeoFlowによるマルチスケールフラクチャーネットワークの流体流動特性の評価と予測

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　77　(4)　292　2012年7月

ISSN： 0370-9868
熱水環境下における流体の接触または相変化に伴う鉱物の破壊に関する実験的検討

平野伸夫, 山本啓司, 岡本敦, 渡邉則昭, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2012　94　2012年
3Dチャネリングフローのモデリング手法とフィールドスケールへの拡張

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳, 玉川哲也

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2012　106　2012年
封圧下におけるフラクチャー内流体流動のマルチスケールモデリング

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　76　(4)　358　2011年7月

ISSN： 0370-9868
二次元フラクタル則による岩石き裂内流体流動モデルのスケールアップ

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2011　54　2011年
花崗岩フラクチャーの間隙構造における寸法依存性の評価

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　75　(4)　314-315　2010年7月

ISSN： 0370-9868
X線CTを利用した封圧下の貯留層コアサンプルにおけるき裂流体流動の可視化

渡邉則昭, 石橋琢也, 平野伸夫, 土屋範芳, 大崎豊, 玉川哲也, 土屋慶洋, 岡部博

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010　98　2010年
X線CTスキャナを用いた岩石き裂コアの高封圧下流動実験

大崎豊, 玉川哲也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳, 岡部博, 土屋慶洋

資源・素材　2010　(1)　291-292　2010年

ISSN： 0919-7915
封圧下のX線CTに基づいた数値モデル解析による岩石き裂内流体流動の可視化

渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳, 大崎豊, 玉川哲也, 土屋慶洋, 岡部博

資源・素材　2010　(1)　293-294　2010年

ISSN： 0919-7915
き裂不均質間隙構造の寸法依存性を考慮した“GeoFlow”による3次元チャネリングフローの精密モデリング

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2010　35　2010年
三次元チャネリングフロー解析のためのDFNモデルシミュレータ“GeoFlow”の開発

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　74　(5)　507-508　2009年9月

ISSN： 0370-9868
三次元チャネリングフロー解析のためのDFNモデルシミュレータ“GeoFlow”の開発

石橋琢也, 渡邉則昭, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

石油技術協会誌　74　(4)　370　2009年7月

ISSN： 0370-9868
X線CTを用いた岩石コア内部天然フラクチャーにおける流体流動の三次元モデリング

渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳, 大崎豊, 玉川哲也

石油技術協会誌　74　(4)　371　2009年7月

ISSN： 0370-9868
シミュレーションを用いた三次元チャンネルフローの可視化

平野伸夫, 石橋琢也, 渡邉則昭, 土屋範芳

資源・素材学会春季大会講演集　(1)　55-56　2009年3月26日

ISSN： 1343-9898
岩石き裂内流体流動と岩石‐水反応場(FWS)

平野伸夫, 石橋琢也, 渡邊則昭, 土屋範芳

日本鉱物科学会年会講演要旨集　2009　9　2009年

DOI： 10.14824/jakoka.2009.0.9.0 　

ISSN： 1348-6543
PETR 70-Role of supercritical water for hydrothermal cracking of bitumen

Noriaki Watanabe, Atsushi Kishita, Jun Abe

ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY　236　2008年8月

ISSN： 0065-7727
地下き裂における間隙・流路構造の不均質性

渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳

資源・素材　2008　19　2008年

ISSN： 0919-7915
流通式反応器を用いた石英の溶解・析出実験

岡本敦, 平野伸夫, 渡辺則昭, 土屋範芳

日本地質学会学術大会講演要旨　114th　298-298　2007年9月1日
出版者・発行元：日本地質学会
DOI： 10.14863/geosocabst.2007.0.584.0 　

ISSN： 1348-3935
熱水流通実験に基づく数値モデリングによる岩石き裂内における流路変化の評価

飯島洋, 渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2007　42　2007年
封圧の増加に伴うせん断フラクチャーの透水性と流路構造の変化

渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳, 玉川哲也, 手塚和彦, 鈴木健一郎

石油技術協会誌　71　(4)　379　2006年7月

ISSN： 0370-9868
高分解能数値モデリング手法による花崗岩せん断き裂の間隙構造と流体流動の評価

渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2006　P02　2006年
き裂内流体流動の異方性における垂直応力ならびにせん断変位の影響

根本克己, 渡邉則昭, 岡秀行, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2006　B20　2006年
単一き裂の接触分布測定とき裂内流路構造の推定

根本克己, 岡秀行, 渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2005　B02　2005年
ゴムを圧力媒体とした封圧発生装置の開発と花こう岩き裂透水試験

平野伸夫, 渡辺則昭, 土屋範芳

高圧討論会講演要旨集　45th　217　2004年9月30日

ISSN： 0917-6373
ゴム弾性圧力媒体を用いた封圧容器の開発

平野伸夫, 渡辺則昭, 土屋範芳

資源・素材学会春季大会講演集　16　(1)　1-2　2004年3月29日

ISSN： 1343-9898
ゴム弾性封圧装置を用いた岩石き裂の透水性評価

渡邉則昭, 平野伸夫, 土屋範芳, 玉川哲也, 手塚和彦

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2004　B02　2004年
岩石き裂の間隙構造と流体流動特性

渡辺則昭, 平野伸夫, 土屋範芳

日本地熱学会学術講演会講演要旨集　2003　111-62　2003年11月20日

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書籍等出版物 1

Crustal Permeability

T. Ishibashi, N. Watanabe, H. Asanuma, N. Tsuchiya

Wiley-Blackwell　2016年12月

ISBN: 9781119166566

講演・口頭発表等 64

Fracture and permeability of granite in superhot geothermal environments 国際会議招待有り

渡邉則昭, 坂口清敏, 最首花恵, 後藤遼太, 石橋琢也, 岡本敦, 陳友晴, Ingebritsen S. E, 駒井武, 土屋範芳

ISRM2019 Specialized Conference The 5th ISRM Young Scholars' Symposium on Rock Mechanics and International Symposium on Rock Engineering for Innovative Future (YSRM2019 and REIF2019)　2019年12月3日
水圧・減圧破砕による人工超臨界地熱貯留層造成に関する研究

渡邉則昭, 坂口清敏, 平野伸夫, 鈴木杏奈, 後藤遼太, 三浦崇宏, BAILONG Liu, 伊藤高敏, 駒井武, 土屋範芳, 渡邉教弘, 石橋琢也, 浅沼宏

日本地熱学会令和元年熊本大会　2019年11月21日
Hydraulic fracturing of granite in superhot geothermal enviroments 国際会議

N. Watanabe, K. Sakaguchi, R. Goto, T. Miura, T. Komai, N. Tsuchiya, T. Ishibashi, Y. Chen

16th International Workshop on WATER DYNAMICS　2019年3月12日
Hydraulic fracturing and permeability enhancement under supercritical geothermal conditions 国際会議

N. Watanabe, K. Sakaguchi, N. Tsuchiya, T. Ishibashi

15th International Workshop on Water Dynamics　2018年3月13日
高温延性花崗岩の超臨界水による水圧破砕および透水性増加に関する室内実験

坂口清敏, 土屋範芳, 石橋琢也

日本地熱学会平成29年学術講演会　2017年10月18日
延性地殻における透⽔性と超臨界地熱資源の形成可能性

沼倉達矢, 坂口清敏, 最首花恵, 岡本敦, Steven E. Ingebritsen, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合2017年大会　2017年5月20日
Hydraulic fracturing and permeability gain in high-temperature ductile granite 国際会議

M. Egawa, K. Sakaguchi, N. Tsuchiya

14th International Workshop on Water Dynamics　2017年3月17日
Stress dependency of permeability in high temperature fractured granite 国際会議

M. Egawa, K. Sakaguchi

9th Asian Rock Mechanics Symposium　2016年10月18日
封圧下高温き裂性花崗岩の浸透率

江川基樹, 坂口清敏, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合２０１６年大会　2016年5月22日
Permeability behavior of high-temperature fractured granite as a function of confining stress 国際会議

T. Numakura, K. Sakaguchi, N. Tsuchiya

13th International Workshop on WATER DYNAMICS　2016年3月15日
Temperature and stress dependencies in permeability of fractured granite 国際会議

T. Numakura, K. Sakaguchi, N. Tsuchiya

12th International Workshop on WATER DYNAMICS　2015年3月9日
Beyond-laboratory-scale prediction for channeling flows through subsurface rock fractures 国際会議

T. Ishibashi, N. Hirano, A. Okamoto, N. Tsuchiya

8th Asian Rock Mechanics Symposium　2014年10月14日
Process design of hydrogen production via the sulfur redox cycle under mild hydrothermal condition 国際会議

P. Setiani, N. Tsuchiya

Grand Renewable Energy 2014 International Conference　2014年7月27日
Overview of Fluid Flow through Rock Fracture 国際会議

11th International Workshop on WATER DYNAMICS　2014年3月12日
Experimental and numerical determination of relative permeability curves for two-phase flow through a rock fracture under confining pressure 国際会議

Keisuke Sakurai, Takuya Ishibashi, Noriyoshi Tsuchiya

The 6th International Symposium on In-Situ Rock Stress　2013年8月20日
GeoFlow を用いたき裂型貯留層における優先流路分布の評価

石橋琢也, 土屋範芳, 玉川哲也

平成２５年度石油技術協会春季講演会　2013年6月27日
Field-scale fluid flow analysis by a novel fracture network model simulator, GeoFlow 国際会議

Takuya Ishibashi, Tetsuya Tamagawa, Noriyoshi Tsuchiya

10th International Work shop on WATER DYNAMICS and ICDP Japan Beyond-Brittle Project　2013年3月12日
Relative Permeability Measurement and Numerical Modeling of Two-Phase Flow Through Variable Aperture Fracture in Granite Under Confining Pressure 国際会議

Keisuke Sakurai, Takuya Ishibashi, Noriyoshi Tsuchiya

2012 Geothermal Resources Council Annual Meeting　2012年9月30日
Experimental and Numerical Investigation of Two-Phase Flow in a Fracture under Confining Pressure 国際会議

Keisuke Sakurai, Takuya Ishibashi, Noriyoshi Tsuchiya

The 18th Formation Evaluation Symposium of Japan　2012年9月27日
封圧下のフラクチャーにおける二成分二相流に関する相対浸透率測定および数値モデリング

櫻井圭介, 石橋琢也, 土屋範芳

平成24 年度石油技術協会春季講演会　2012年6月6日
X-ray CT imaging and hydrologic characterization of fractured core samples under stress

H. Ito, AMST

日本地球惑星科学連合2012年大会　2012年5月20日
硫黄の水熱反応における水素生成に及ぼす温度とpHの影響

セティアニプトリ, 木下睦, 土屋範芳

日本地熱学会平成２３年学術講演会　2011年11月9日
Development of CFR-PEEK core holder for X-ray CT based numerical analysis of fluid flow within fractured samples under confining pressure 国際会議

T. Ishibashi, N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, Y. Tsuchiya, H. Okabe, H. Ito

The 17th Formation Evalutation Symposium of Japan　2011年9月29日
CFR PEEK製コアホルダを用いたX線CT測定によるき裂流体流動解析

土屋範芳, 大崎豊, 玉川哲也, 土屋慶洋, 岡部博, 伊藤久男

平成23年度石油技術協会春季講演会　2011年6月7日
X-ray CT-based hydrogeological core analysis with CFR PEEK core holder

N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, Y. Tsuchiya, H. Okabe, H. Ito

日本地球惑星科学連合2011年大会　2011年5月22日
X線CTを利用した封圧下の貯留層コアサンプルにおけるき裂流体流動の可視化

石橋琢也, 平野伸夫, 土屋範芳, 大崎豊, 玉川哲也, 土屋慶洋, 岡部博

日本地熱学会平成22年学術講演会　2010年11月24日
Analysis of fracture flow within reservior core sample under confining pressure by numerical modeling coupled with X-ray computed tomography 国際会議

T. Ishibashi, N. Hirano, N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, Y. Tsuchiya, H. Okabe

The 16th Formation Evaluation Symposium of Japan　2010年10月7日
封圧下のX線CTに基づいた数値モデル解析による岩石き裂内流体流動の可視化

平野伸夫, 土屋範芳, 大崎豊, 玉川哲也, 土屋慶洋, 岡部博

資源・素材2010（福岡）　2010年9月13日
Numerical Model Analysis of Fracture Flow Using X-ray CT Data

Y. Ohsaki, T. Tamagawa, N. Hirano, Y. Tsuchiya, H. Okabe, N. Tsuchiya

日本地球惑星連合科学連合2010年大会　2010年5月23日
Three dimensional numerical modeling of fracture flow for rock core coupled with X-ray computed tomography 国際会議

Y. Ohsaki, T. Tamagawa, N. Hirano, Y. Tsuchiya, H. Okabe, N. Tsuchiya

World Geothermal Congress 2010　2010年4月
岩石き裂の不均質間隙構造におけるチャネリングフロー

JAMSTEC IFREE-KANAME 特別セミナー　2010年3月
Three dimensional numerical analysis of fluid flow through fractured rock core using X-ray computed tomography 国際会議

N. Hirano, N. Tsuchiya, Y. Ohsaki, T. Tamagawa, Y. Tsuchiya, H. Okabe

International Petroleum Technology Conference　2009年12月7日
Utilization of X-ray computed tomography in three dimensional numerical modeling of fluid flow through fractured rock core 国際会議

Y. Ohsaki, Y. Tsuchiya, T. Tamagawa, N. Hirano, H. Okabe, N. Tsuchiya

The 15th Formation Evaluation Symposium of Japan　2009年10月1日
Water soluble/insoluble fractions of bitumen at hydrothermal conditions inferred by direct observation using visible-type autoclave 国際会議

Y. Takeushi, T. Kayouda, A. Kishita

8th World Congress of Chemical Engineering　2009年8月23日
X線CTを用いた岩石コア内部天然フラクチャーにおける流体流動の３次元モデリング

平野伸夫, 大崎豊, 玉川哲也, 土屋範芳

石油技術協会平成２１年度春季講演会　2009年6月
不均質間隙構造を有する地下き裂系における３次元チャネリングフロー

石橋琢也, 平野伸夫, 岡本敦, 土屋範芳

日本地球惑星科学連合2009年大会　2009年5月16日
Development of a Discrete Fracture Network Model Simulator for 3D Channeling Flow through Rock Fractures with Heterogeneous Aperture Distributions 国際会議

T. Ishibashi, N. Hirano, N. Tsuchiya

6th International Workshop on WATER DYNAMICS　2009年3月4日
Utilization of Waste Seashell in Hydrothermal Synthesis of Hydroxyapatite 国際会議

Y. Enari, M. Kamitakahara, K. Ioku

IUMRS-ICA2008　2008年12月9日
Hydrothermal Synthesis of Hydroxyapatite from Waste Seashell 国際会議

Y. Enari, M. Kamitakahara, K. Ioku

IUMRS-ICA2008　2008年12月9日
廃貝殻の水熱処理による水酸アパタイトの合成と形態制御

江成祐樹, 上高原理暢, 井奥洪二

無機マテリアル学会第117回学術講演会　2008年11月13日
Relationship between rate of aperture reduction and contact pressure of fracture in granite under hydrothermal condition 国際会議

H. Iijima, N. Hirano, N. Tsuchiya

Geothermal Energy 2008 Conference　2008年10月5日
In-situ observation of heavy crude oil dissolution in water at supercritical condition 国際会議

Y. Takeuchi, J. Abe, A. Kishita, K. Ioku

The 1st International Solvothermal and Hydrothermal Association Conference 2008　2008年9月8日
Role of supercritical watter for hydothermal cracking of bitumen 国際会議

A. Kishita, J. Abe

236th American Chemical Society National Meeting　2008年8月17日
透水実験に基づく数値モデリングによる封圧下のフラクチャー間隙構造と流体流動の実態解明

平野伸夫, 土屋範芳, 北大, 環境科学

平成20年度石油技術協会春期講演会　2008年6月11日
封圧下透水実験に基づく数値モデリングによる岩石き裂間隙と流路構造の評価

平野伸夫, 土屋範芳, 北大, 環境科学

日本地球惑星連合科学連合2008年大会　2008年5月25日
超臨界水をもちいた重質油の低環境負荷アップグレーディングプロセス

竹内祐介, 木下睦, 井奥洪二, 北大, 環境科学

ネイチャーテクノロジー＆グリーンプロセスルネッサンス“連携シンポジウム” 自然に学ぶ21 世紀の環境調和型技術　2007年12月11日
Observation of Flow Path Change in Rock Fracture under Hydrothermal Condition Using a Coupled Experimental-Numerical Method 国際会議

H. Iijima, Nobuo Hirano, Noriyoshi Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

Geothermal Resources Council 2007 Annual Meeting　2007年9月30日
Experimental and Numerical Analysis of Flow Path Change in Rock Fracture under Hydrothermal Condition 国際会議

H. Iijima, N. Hirano, N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

5th International Workshop on WATER DYNAMICS　2007年9月25日
Evaluation of aperture structure and fluid flow in shear fracture of granite using high-resolution numerical modeling technique 国際会議

N. Hirano, N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

4th International Workshop on WATER DYNAMICS　2006年11月
高分解能数値モデリング手法による花崗岩せん断き裂の間隙構造と流体流動の評価

平野伸夫, 土屋範芳, 北大院, 環境科学

日本地熱学会平成18年度学術講演会　2006年11月
Experimental evaluation of fluid flow through artificial shear fracture in granite 国際会議

N. Hirano, N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

Geothermal Resources Council 2006 Annual Meeting　2006年9月
封圧の増加にともなうせん断フラクチャーの透水性と流路構造の変化

平野伸夫, 東北大院, 環境科学, 鈴木健一郎, 玉川哲也, 手塚和彦, 土屋範芳, 北大, 環境科学

石油技術協会平成18年度春季講演会　2006年5月
花崗岩せん断き裂の透水性と表面形状に基づく断層内流体流路とアスペリティのモデル化

平野伸夫, 土屋範芳, 北大, 環境科学

東京大学地震研究所特定共同研究A「地震発生の素過程」研究集会　2006年3月
High resolution modeling of aperture structure and flow path in rock fracture 国際会議

N. Hirano, raduate School of Environmental Studies, Tohoku University, T. Tamagawa, K. Tezuka (JAPE, N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

3rd International Workshop on WATER DYNAMICS　2005年11月
岩石き裂内部間隙構造と流体流路の高分解能モデリング

平野伸夫, 北大院, 環境科学, 玉川哲也, 手塚和彦, 土屋範芳, 境科学

資源・素材学会東北支部平成17年度秋季大会　2005年10月
Numerical estimation of aperture structure and flow wetted field in rock fracture 国際会議

N. Hirano, raduate School of Environmental Studies, Tohoku University, T. Tamagawa, K. Tezuka (JAPE, N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

Geothermal Resources Council 2005 Annual Meeting　2005年9月
Permeability measurement for large rock fracture using rubber-confining pressure vessel 国際会議

N. Hirano, N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

26th Annual New Zealand Geothermal Workshop　2004年12月
Development of rubber-confining pressure vessel (R-CPV) and permeability measurement of granite rock fracture 国際会議

N. Hirano, N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

2nd International Workshop on WATER DYNAMICS　2004年12月
ゴム弾性封圧装置を用いた岩石き裂の透水性評価

平野伸夫, 東北大院, 環境科学, 玉川哲也, 手塚和彦, 土屋範芳, 北大, 環境科学

日本地熱学会平成16年度学術講演会　2004年12月
Hydrothermal channel flow through tensile fracture in granite 国際会議

N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

1st International Workshop on WATER DYNAMICS　2004年3月
封圧下における岩石き裂内のチャネリングフロー

平野伸夫, 土屋範芳, 北大, 環境科学

東北大学地球科学COE研究集会「地震発生帯での岩石－水相互作用」　2004年3月
岩石き裂の間隙構造と流体流動特性

平野伸夫, 土屋範芳, 北大院, 環境科学

日本地熱学会平成15年度学術講演会　2003年11月
Experimental and numerical analysis of hydrothermal channel flow through a tensile fracture in granite 国際会議

N. Tsuchiya, Graduate School of Environmental Studies, Tohoku Universit

Geothermal Resources Council 2003 Annual Meeting　2003年10月
岩石き裂内の熱水チャンネルフローとき裂間隙幅変化

日本地熱学会平成14年度学術講演会　2002年11月

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産業財産権 11

岩石中の金属成分溶解方法、地中への二酸化炭素貯留方法、および二酸化炭素固定方法

渡邉則昭, ワンジャジェ, 岡本敦, 堰合涼太

特許第7726549号

産業財産権の種類: 特許権

権利者: 国立大学法人東北大学
炭化水素化合物からの水素製造方法

渡邉則昭, 木下睦, 土屋範芳, 河島義実, 梅木孝, 福永哲也

産業財産権の種類: 特許権
岩盤破砕方法及びそれを用いた貯留層造成方法

渡邉則昭, 坂口清敏, 詫間康平

産業財産権の種類: 特許権
水圧破砕法

渡邉則昭, 渡辺優斗, 小幡凪

産業財産権の種類: 特許権
金属成分及び陰イオン成分の回収方法

渡邉則昭, ワンジャジェ

産業財産権の種類: 特許権
岩石中の成分の溶解方法、地中への二酸化炭素の貯留方法、二酸化炭素の固定方法、地中への流体の貯留方法、原油の回収方法、及び、天然ガスの回収方法

渡邉則昭, ワンジャジェ, 田村諒太, 平野ひとみ, 玉川哲也

産業財産権の種類: 特許権
二酸化炭素固定方法、二酸化炭素回収方法、並びに二酸化炭素固定装置及びこれを備えた環境配慮型産業設備

渡邉則昭, ワンジャジェ

産業財産権の種類: 特許権
二酸化炭素固定方法及び二酸化炭素固定装置

渡邉則昭, ワンジャジェ, 佐藤王高, 公文翔一

産業財産権の種類: 特許権
岩盤破砕方法及びそれを用いた貯留層造成方法

渡邉則昭, 坂口清敏, 詫間康平

産業財産権の種類: 特許権
二酸化炭素固定方法，二酸化炭素の回収方法，二酸化炭素固定装置，および環境配慮型産業設備

渡邉則昭, ワンジャジェ, 土屋範芳

特許7345791

産業財産権の種類: 特許権
地熱貯留層の複合刺激方法、及び坑井内のスケール除去方法

渡邉則昭, 髙𣘺香於里, 玉川哲也, 赤工浩平, 熊野裕介

特許7115692

産業財産権の種類: 特許権

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共同研究・競争的資金等の研究課題 23

硫黄の循環的酸化還元による持続的水素製造プロセス競争的資金

制度名：Cooperative Research

2009年4月～継続中
環境材料と生体材料としてのリン酸カルシウム競争的資金

2007年11月～継続中
超臨界水を利用した重質油の改質競争的資金

2007年4月～継続中
地殻岩石き裂における流体流動競争的資金

2002年4月～継続中
生分解性キレート剤を利用した玄武岩層へのCO2地中貯留・鉱物固定促進法

WANG JIAJIE, 渡邉則昭, 坂本靖英

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2024年4月～ 2029年3月
木質バイオマス灰の革新的資源循環利用と養分動態解析：持続可能な農業への新展開

牧野知之, 濱本亨, 井上千弘, 渡邉則昭, 王佳婕, 森岳人, 長沼宏, 澤田晃宏

提供機関：Bio-oriented Technology Research Advancement Institution (BRAIN)

2024年9月～ 2027年3月
沈み込み帯のCO2流体の発生とマントル炭酸塩化の実態

岡本敦, 平内健一, 武藤潤, M Satish‐Kumar, 宇野正起, 渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (S)

研究機関：Tohoku University

2022年4月～ 2027年3月
地熱貯留層の新化学的刺激法：環境調和型キレート剤による選択的鉱物溶解

渡邉則昭, WANG JIAJIE

2022年4月～ 2027年3月
超低粘度流体による岩石破砕現象の解明とCO2利用／誘発地震抑制型地熱開発への応用

渡邉則昭, 坂口清敏

2021年7月～ 2027年3月

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近年の研究により，超臨界地熱資源は大陸地殻の大部分を占める花崗岩質岩石内でも形成されることがわかったが，生産に必要な透水性が十分でない場合に対応するための人工き裂システム形成法が必要とされている。研究代表者らはこれまでに，花崗岩の超高温水圧破砕実験を実施し，従来型の水圧破砕とは全く異なる，抽熱に有利な高透水性網状き裂を形成する超高温水圧破砕（比較的低い水圧でき裂が形成され，誘発地震のリスクが小さい）を解明し，水圧破砕に関する新しい学術体系を創出した。その結果，超高温でなくとも超低粘度の流体（例えば，CO2）を用いた場合，より低温の在来型地熱環境でも網状き裂が形成できる可能性を見出した。本研究では，CO2を用いた岩石破砕実験等を通じて，広範な地熱環境における超低粘度流体による岩石破砕現象と，本現象を利用したCO2利用／誘発地震抑制型・高透水性網状き裂システム形成法に関する新学術を開拓することを目的とする。本年度は当初計画通り，花崗岩の水圧破砕に関する先行研究で用いた200℃～450℃の実験条件において，常に粘度が100μPa・s 以下となるCO2を破砕流体とした花崗岩の破砕実験を実施し，破砕流体の粘度が極めて小さい場合，温度とは無関係に網状き裂が形成されることを検証できた。さらに当初計画以上に研究が進展し，網状き裂の特徴の温度や応力条件による変化の程度およびメカニズムを明らかにすることができた。加えて，CO2を破砕流体とした場合，比較的低い圧力で広範囲に熱抽出に有利な高密度き裂ネットワークを形成できるものの，比較的低温の場合には，き裂の密度や開口幅が小さくなるという課題が明らかになったため，この課題を解決しうる環境調和型キレート剤を用いた選択的鉱物溶解によるき裂開口幅増大法の検討を開始した。
地下冠水環境の核種閉じ込め性を逐次的に自己修復するセメント系バリアの開発

新堀雄一, 千田太詩, 渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

研究機関：Tohoku University

2021年4月～ 2025年3月

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当該年度では申請に従い検討課題(1)から(3)を行った。検討課題(1)地下温度および共存塩類を考慮したCSHによる核種閉じ込め機能の速度論:本研究では、塩水系地下水を念頭にNa濃度を0.6 Mまでの範囲でCs、Ba, EuおよびIのCSHへの収着挙動を追跡した。その結果、反応期間を7日、14日、30日としても収着挙動に大きな変化はないものの、ヨウ化物イオンについては反応期間に従って収着が進む傾向を示した。また、Ca/Siモル比が高い場合(1.2や1.6)において温度の上昇に伴い（25℃～60℃の範囲において）CsのCSHへの吸着率が明らかに上昇した。これは、ラマンスペクトルの結果から、温度上昇に伴うCSHの重合によるCaの一部溶出に起因することが示唆された。なお、EuとCSHとの相互作用は、蛍光スペクトルおよび寿命から確認した。検討課題(2)セメント系バリア(CSH)の地下水流動場内生成のダイナミクス:本研究では、地下水環境を模擬した流動実験により、花崗岩表面のCSHへの形成からケイ酸の溶解速度定数を算定したところ、花崗岩ブロックを用いた回分式から得られた値に比較して2桁ほど大きな値が算出された。これは、流路でのCSHの形成が局所的であることを意味する。また、形成されるCSH内へのCaの拡散速度と花崗岩からのSiの溶解速度との比較より、CSHの形成の律速は後者であり、CSHと花崗岩との接触面からCSHが成長していくことが明らかになった。検討課題(3)最適なセメント成分および細骨材の組み合わせ:CSHとIとの相互作用は陽イオンに比較しては弱いことから、陰イオンとの相互作用が期待されるハイドロタルサイト(HT)等を細骨材として混入することも想定している。天然に見られるHTは炭酸型になっており、熱より炭酸成分を溶脱させないと陰イオンは収着しない。そこで、本年度は熱分解後の水和過程をXRDおよびラマンスペクトルに加えて示差熱分析からも調べ、HTの構造が復元することを確認した。
超臨界地熱の反応場を利用した炭素固定型エネルギー生産に関する挑戦的研究

駒井武, 中村謙吾, 渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2019年6月～ 2022年3月

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超臨界地熱水の高温高圧の反応場を利用したジオリアクターを活用することで、水素や炭化水素の生成と同時にCO2削減メカニズムを可能にする新規の反応プロセスについて理論的、実験的に検討した。高機能かつ高性能ジオリアクターを想定した反応器を作製して、エネルギー・環境分野での新たなブレークスルーを導出するための理論的な検討を行った。また、多種類の鉱物および触媒を使用して実験した結果、カンラン石、輝石および尖晶石などの天然鉱物をCO2リッチの環境条件下で反応させることにより、高濃度の水素を生成するとともに、反応生成物として炭酸塩鉱物が生成されCO2の固定化も同時に達成できた。
高温延性地殻の浸透率挙動と超臨界地熱資源の時空間発展予測法

渡邉則昭, 岡本敦, 坂口清敏

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2017年4月～ 2022年3月

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母岩に貫入したマグマが地下水と接触し冷却・固結する過程で形成される超臨界水を包有するき裂性岩体からなる新しい地熱資源“超臨界地熱資源”および浅部の従来型地熱資源の規模や特性は，母岩および貫入岩の浸透率に大きく依存する。一方，浸透率は，脆性－延性遷移等の力学特性の変化や，流体の相変化にともなう高速・核形成型析出により激変する可能性が示唆されているが，詳細は不明である。そこで本研究では，室内実験を通じて岩石の力学特性の変化および流体の相変化が関与する浸透率挙動の支配方程式を導出し，超臨界地熱資源の時空間発展予測シミュレーションの実施を通じて，超臨界地熱資源の時空間発展予測法の可能性を明らかにした。
高温延性地殻の超臨界水による水圧破砕現象を利用した高透水性網状き裂システム形成法

渡邉則昭, 坂口清敏

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

研究機関：Tohoku University

2018年6月～ 2021年3月

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超臨界地熱資源の形成環境を考慮して，最高温度500℃，最大応力100 MPa程度までの条件下の花崗岩に対して，世界初となる最大・中間・最小主応力を独立に制御（地下の応力場をより忠実に再現）した真三軸応力下での超臨界水圧破砕実験を実施し，水圧破砕に関する新しい学術体系の創出に向けた第一歩を踏み出すことを目的とした。地層条件（温度や地殻応力場）と破砕条件（井戸に対する主応力の方向や加圧速度）が，き裂発生に要する水圧レベルや，き裂進展パターン，さらには透水性増加に及ぼす影響を系統的かつ定量的に検討し，超臨界水圧破砕の基礎理論構築と，高透水性・網状き裂システム形成法を創出した。
重金属類の溶出メカニズムに寄与する卓越流路の解明

中村謙吾, 渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

研究機関：Tohoku University

2015年8月～ 2017年3月

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本研究では土壌をISO/CENに準じた手法で充填し，X線CTを用いることで内部の間隙分布や卓越流路を可視化した。得られた三次元の間隙分布と流路形成から，土壌の流路形成と溶出メカニズムについて考察した。カラム内の卓越流路は，豊浦標準砂や真砂土は管中央付近に卓越流路を形成した。一方，関東ロームは管壁付近などに卓越流路を生じており，明らかに豊浦標準砂や真砂土とは流路形成の様相が異なることが確認された。そのため，現状のカラム試験では，同充填方法を使用しても流路が異なり，土壌の物理化学的特徴から，液固比や分散に大きな違いが生じている可能性が高い。
応力下X線CTを用いた超臨界CO2と水が共存する砂岩貯留層のポロメカニクスの解明

渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

研究機関：Tohoku University

2014年4月～ 2017年3月

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二酸化炭素（CO2）の地中貯留において，砂岩等の多孔質岩石からなる貯留層の多孔質弾性体としての力学（ポロメカニクス）を理解することは極めて重要である。例えば，CO2のモニタリング手法として期待される地表面変位の逆解析手法では，流体移動に起因する貯留層の変形と地表面変位とを多孔質弾性論で結び付けるため，貯留層の多孔質弾性パラメータにおける封圧，間隙圧，CO2飽和率および温度依存性の定量的把握および定式化が求められる。そこで本研究では，水と超臨界CO2が共存する砂岩の多孔質弾性パラメータを応力下ノイズレスX線CT等の室内実験を通じて明らかにした。
浅所地殻応力の定点測定に基づく地震誘起現象の定量評価

坂口清敏, 渡邉則昭, 横山幸也, 林為人

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2014年4月～ 2017年3月

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東北地方太平洋沖地震（以下東北地震）前後の応力場の経年履歴を明らかにするために，岩手県釜石鉱山において地圧測定を行った。その結果，東北地震前に比較して，1年後は主応力値が2倍～4倍，鉛直応力は被り圧の約2.5倍と大きくなっていたのに対し，2年後のそれは，東北地震前に比べると依然として大きいものの，1年後との比較では小さくなっていた。また，鉛直応力は被り圧程度になっていた。さらに3年後の測定では，全ての主応力が東北地震前のレベルに戻り，鉛直応力も被り圧相当となっていた。5年後には再び増加していた。これらの現象は，東北地震後の釜石沖の地震の発生メカニズムと関係していることが示唆された。
岩石亀裂シーリング実験による鉱物脈形成過程の解明

岡本敦, 渡邉則昭, 武藤潤, 山田綾, 最首花絵, 田中寛人

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2014年4月～ 2017年3月

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本課題では、地殻深部における高温高圧条件で岩石亀裂に熱水流通実験とX線CTによる亀裂内部観察を可能にする、新しい実験装置を開発した。亜臨界条件での花崗岩亀裂の溶解実験では、亀裂に存在する鉱物の種類や破砕粉末の存在によって、亀裂内部が不均質に溶解すること、また、それにより大きな空隙や卓越流路が形成されることが明らかになった。一方、超臨界条件でのシリカ析出実験では、安定である石英の結晶成長よりも、まずアモルファスシリカが析出し、亀裂を効果的に閉塞することが分かった。また、析出実験において、間隙の閉塞－流体圧の上昇－破壊という流体圧振動が観察され、地震サイクルにおけるシリカ析出の重要性が示唆された。
地殻エネルギー・フロンティアの科学と技術

土屋範芳, 浅沼宏, 岡本敦, 坂口清敏, 渡邉則昭, 平野伸夫, 木崎彰久, 森谷祐一

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Specially Promoted Research

研究機関：Tohoku University

2013年～ 2017年

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超臨界地熱貯留層に関する，地球化学的，岩石力学的，掘削工学的，ならびに地質学的制約条件についての基礎研究を行った．その結果，超臨界状態での地化学変化により不透水層が形成され，岩石の力学特性変化から，き裂の透水率を維持しながら開発できる可能性を示した．また，東北地方の沈み込み帯には，超臨界地熱貯留層が賦存している可能性が高いことを明らかにし，その開発の技術的方向性を示すことができた．
石炭のクリートネットワークにおける流体流動の解明とCO_2-ECBM/Sへの応用

渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

研究機関：Tohoku University

2011年～ 2012年

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本研究では、CO2-ECBM/Sへの応用を念頭に、石炭のクリート(き裂)ネットワークにおける二相流体流動特性を解明することを目的とした。上下面がかみ合ったき裂に対する封圧下二相流動実験を実施し、相対浸透率の顕著な毛管圧依存性を明らかにした。また、き裂開口幅分布を用いた二相流動モデル解析を実施し、どの既存モデルとも異なる相対浸透率曲線を得た。今後、より広範な条件での二相流動特性に関する研究の必要性が明らかになった。
硫黄の水熱反応における水素生成機構の解明と地熱を利用した持続的水素製造への応用

渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

研究機関：Tohoku University

2011年～ 2012年

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硫黄の酸化還元サイクルを通じたバイオマスからの水素製造方法を提案した。本方法は、HS-やS^<2->(以降まとめてS^<2->)で熱水を還元し水素を製造する工程と、S^<2->の酸化によって生じるS_n^<2->やS_xO_y^<2->をバイオマス由来の有機物で還元してS^<2->を再生する工程からなる。実験により、pH9～13および280℃～320℃での水素生成を実証し、反応機構を明らかにするとともに、グルコースを用いれば60℃以上でS2-を再生できることも実証した。
X線CTを利用した断層掘削コアの数値モデル化と流体流動解析

渡邉則昭

2010年～ 2011年

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近年の断層掘削により、断層帯が複雑な構造を持ち、浸透率も時空間的に大きく変化することが明らかになりつつあるようであるが、断層帯の水理特性の原位置測定の標準的な手法はいまだ確立されておらず、従来の孔井を利用した測定手法のみでは比較的長い区間の平均的な浸透率しか得られない。そこで本研究では、X線CT測定を利用することで、原位置コアサンプルの浸透率や空隙率を測定でき、さらにフラクチャーネットワークにおける複雑な流体流動も簡便に解析できる数値モデル解析手法を新たに考案した。昨年度、人工単一フラクチャーもしくは天然複数フラクチャーを有する花崗岩サンプルを対象に、大気圧下での医療用X線CT測定を利用したフラクチャー開口幅の精密測定に基づくサンプルの数値モデル化および流体流動解析を実施した。その結果、数値モデルは空隙率の実測値を再現できること、流体流動解析も浸透率の実測値を再現でき、さらに三次元的に発達する複雑な流路を明瞭に可視化できることを示すことができた。しかしながら、原位置コアを対象とした場合を想定し、市販のコアホルダ(圧力容器)を使用した封圧下のX線CT測定を実施し、人工もしくは天然の単一フラクチャーを有する花崗岩サンプルの数値モデル化と流体流動解析を試みた場合には、市販のコアホルダではノイズが大きく定量的に正しい結果を得られることは困難であることが明らかになった。そこで本年度、新たに炭素繊維充填PEEK製コアホルダを開発した。その結果、封圧下においても大気圧下と同等以上の質でのX線CT測定が可能となり、市販のコアホルダでは極めて困難であった封圧下のフラクチャーを有するサンプルの数値モデル化および流体流動解析が容易になった。すなわち、X線CTを利用した断層掘削コアの数値モデル化と流体流動解析手法の基礎を確立できた。
骨代謝に組み込まれる吸収性骨代替材料の創製

井奥洪二, 池田通, 上高原理暢, 渡邉則昭

提供機関：Japan Society for the Promotion of Science

制度名：Grants-in-Aid for Scientific Research

研究種目：Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

研究機関：Tohoku University

2009年～ 2011年

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出発原料や水熱条件を選択することにより、Ca欠損組成や構成粒子の形態を制御したHAの作製技術を確立できた。Ca欠損組成や構成粒子の形態が生体内での挙動に影響を与える可能性があることを明らかにした。さらに、力学的性質の面でも、柱状にすることにより脆性破壊しにくい人工骨とできることを明らかにできた。これらの結果より、生体内吸収性の骨代替材料を創製するための基礎的指針を得られた。
水酸アパタイトマイクロチューブの創製

井奥洪二, 上高原理暢, 渡邉則昭

2009年～ 2010年

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水酸アパタイトの特徴を活かす材料として、チューブ状の水酸アパタイトを創製できれば、従来にないDrug Delivery System(DDS)や高効率の化学物質回収材料等として応用展開できる可能性がある。昨年度までに、アナターゼのナノ粒子をリン酸三カルシウム粉末と混合し、この混合粉末からなるペレットを水熱蒸気処理すると、柱状の水酸アパタイト粒子に混ざって、水酸アパタイトマイクロチューブが生成していることを発見した。本年度は、水酸アパタイトマイクロチューブの生成メカニズムの解明を目指し、まず添加するアナターゼの粒径や量の影響について調べた。その結果、ある特定の粒径でしかも特定の量のアナターゼを添加した場合にのみ、水酸アパタイトマイクロチューブが生成することを明らかにした。さらに、水酸アパタイトマイクロチューブが生成する系においてマイクロチューブ生成過程を詳細に調べたところ、まずリン酸三カルシウムと水が反応し、チューブ形状を取らない水酸アパタイトが生成し、その後結晶成長の段階でチューブ状になっていることが示唆された。すなわち、アナターゼが結晶成長に影響を与え、これにより水酸アパタイトマイクロチューブが生成している可能性を明らかにした。さらに、透過型電子顕微鏡観察により、生成した水酸アパタイトマイクロチューブは、c軸方向に成長し、a面と呼ばれる特定の結晶面を露出していることが示唆された。特定の結晶面の露出は、水酸アパタイトに吸着特性の選択性を付与する可能性がある。これらの成果は水酸アパタイトマイクロチューブの生成メカニズムの解明や大量生産につながるものと期待できる。

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社会貢献活動 1

国連大学グローバルセミナー

2009年11月21日～ 2009年11月23日

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実行委員

その他 13

高温延性岩体における超臨界水圧破砕挙動と多孔質体型き裂システム形成法

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新・地熱資源“超臨界地熱資源”の開発・生産に向けて，最高温度500℃，最大三軸応力150 MPaの条件下の花崗岩に対して，おそらく世界初となる超臨界水圧破砕実験を実施し，き裂形成挙動および浸透率獲得の特徴と，人工き裂システム形成法，特に抽熱に有利な小規模き裂が三次元的に分布した多孔質体型き裂システム形成法に関する基礎的知見を得る。
土壌中における卓越流路の特性および汚染土壌のカラム溶出試験に対する影響

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地盤環境を適切かつ合理的に管理していくためには，土壌からの汚染物質の溶出特性を理解する必要がある。現在，我が国においては，バッチ式溶出試験が主に用いられているが，実環境の再現が期待できるカラム溶出試験（流通式試験）も活用されはじめている。一方，最新の土壌水理学的な研究によれば，『土壌中の流体流動現象は卓越流路の形成で特徴付けられる』。すなわち，土壌の孔隙システムは不均質性を有しており，流体は流動抵抗の小さなパスを選択的に流動するため，卓越流路が形成され，流体流動に寄与する孔隙は全孔隙の一部のみであると考えられる。しかしながら，土壌中での三次元的な卓越流路の形成の定量的な知見は乏しく，卓越流路の形成がカラム溶出試験に及ぼす影響は不明である。そこで本研究では，申請者がこれまでに培ってきた岩石中での卓越流路の可視化および評価法，特にX線CTを用いた手法，を土壌水理学分野へ展開・応用し，土壌中での卓越流路の形成を可視化および評価し，加えて，カラム溶出試験に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。
炭酸塩岩における流体流動に関する研究

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複数の炭酸塩岩を対象とした流動実験および数値シミュレーション
温泉熱を利用した水素製造に関する研究

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温泉水-アルミニウム廃棄物反応による地産地消・小規模分散型水素製造技術の実現可能性に関する研究
流動実験および数値モデル解析による封圧下の岩石フラクチャーにおける二相流動特性の解明

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フラクチャー型油ガス貯留層あるいは地熱貯留層への応用を念頭に、封圧下の花崗岩あるいは炭酸塩岩中フラクチャーに対する流動実験を実施し、毛細管圧力と相対浸透率の関係を明らかにする。加えて、本実験を再現可能なミクロスケール二相流動モデルを開発し、実験では測定困難な飽和率を決定することで、毛細管圧力、飽和率および相対浸透率の関係を明らかにする。
地熱や廃熱による硫黄の水熱Redoxサイクルを通じたバイオマスからの水素製造

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エネルギー供給、環境保全、経済成長の同時達成の観点から、長期的に化石資源以外からの水素製造法の確立が望まれている。このような水素製造法の一つとして、バイオマス（主にグルコース）と水を高温下で処理し、水素を製造する方法が注目されている。しかしながら、理想的には1molのグルコースから12molの水素が得られるはずが、触媒を使用した高温（500℃）処理であっても水素生成量は2molにも満たない。そこで申請者らは、より低温で進行する硫黄の酸化還元サイクルを通じたバイオマスからの水素製造法を考案した。すなわち、①石油精製または地熱地帯で生じる硫化水素を溶解させた水を、工場排熱または地熱を利用して300℃程度に加熱することにより、硫化水素で水を還元し水素を製造する工程と、②消費（酸化）された硫化水素を、還元性バイオマス（主にグルコース）を用い100℃程度で再生する工程を組み合わせた、全く新しい水素製造法である。この水素製造法に関しては、280℃～320℃での水素生成や、100℃以下での硫黄還元を実証しているものの、これまでに例のない水素生成反応に関しては、未解明な部分がある。本研究では、広範な条件での実験と精緻な分析により、水素生成反応に及ぼす各種パラメータの影響を評価し、速度論的数理モデルシミュレータを構築することによって、最適水素生成反応条件を明らかにする。
工場排熱や地熱による硫黄の酸化還元サイクルを通じたバイオマスからの水素製造

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エネルギー供給、環境保全、経済成長の同時達成の観点から、長期的に化石資源以外からの水素製造法の確立が望まれている。このような水素製造法の一つとして、バイオマス（主にグルコース）と水を高温下で処理し、水素を製造する方法が注目されている。しかしながら、理想的には1molのグルコースから12molの水素が得られるはずが、触媒を使用した高温（500℃）処理であっても水素生成量は2molにも満たない。そこで申請者は、より低温で進行する硫黄の酸化還元サイクルを通じたバイオマスからの水素製造法を考案した。すなわち、①石油精製または地熱地帯で生じる硫化水素を溶解させた水を、工場排熱または地熱を利用して300℃程度に加熱することにより、硫化水素で水を還元し水素を製造する工程と、②消費（酸化）された硫化水素を、還元性バイオマス（主にグルコース）を用い100℃程度で再生する工程を組み合わせた、全く新しい水素製造法である。この革新的水素製造法に関しては、硫化水素を含有する熱水（280℃～320℃）からの水素生成や、グルコースを用いた100℃以下での硫黄還元を実証しているものの、特にこれまでに例のない水素生成反応に関しては、未解明な部分が多く残っている。そこで本研究では、広範な条件での実験と精緻な分析に基づいて水素生成メカニズムを明らかにする。具体的には、急速昇温・冷却を可能とする反応容器を用いて、水素生成反応に及ぼす各種パラメータの影響を評価し、速度論的数理モデルシミュレータを構築することによって、最適水素生成反応条件を明らかにする。
地熱や廃熱による硫黄サイクルを通じたバイオマスからの水素製造技術の開発

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エネルギー供給、環境保全、経済成長の同時達成の観点から、長期的に化石資源以外からの水素製造技術の確立が望まれている。本技術は、①地熱地帯または石油精製で生じる硫化水素を溶解させた水を、地熱または廃熱を利用した加熱により、硫化水素で水を還元し水素を製造する工程と、②消費(酸化)された硫化水素をバイオマス(グルコース等)で再生(還元)する工程を組み合わせた、水素製造技術である。本申請では、両反応工程を精度良く再現できる装置作製と実験実施に加え、速度論的数理モデルシミュレータ構築により、水素製造条件の最適化を図る。本技術完成により、被災地域の地熱資源やバイオマスを積極的に利用した水素製造の展開が期待できる。
GeoFlowを用いたき裂型貯留層における優先流路分布の評価と校井ロケーションの最適化

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勇払油・ガス田では、AEおよび坑井データと調和的なDFNモデルに基づく生産シミュレーションが実施されたが、坑井間の生産能力の差が説明できていない。そこで独自に開発した新コンセプトのDFNモデルシミュレータGeoFlowによる優先流路分布の評価等を通じてこの現象の解明に挑戦する。また、き裂型貯留層におけるき裂分布、応力場および優先流路分布との関係性を明らかにし、坑井ロケーションの最適化を検討する。
地下き裂中での水酸アパタイト多孔体合成による汚染地下水反応性バリアの形成

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地下き裂中で水酸アパタイト多孔体を合成し、汚染地下水の反応性バリアとする技術の開発に関する研究
アルカリ水熱反応を利用した硫黄の循環的酸化還元による水からの持続的水素生成

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250℃以上のアルカリ熱水中では硫化水素（HS-）を還元剤として水から水素が生成するが、同時にHS-からS2O32-やSO32- が生成するため、水素生成はやがて停止する。しかし申請者らの研究グループは近年、この系に還元性のある有機物（バイオマス）を連続的に投入することでS2O32-やSO32-からHS-を再生し、持続的に水素生成ができる可能性を見出した。そこで本研究では、水熱反応を利用した硫黄の循環的酸化還元による水からの持続的水素製造プロセスを提案し、その実現に向けた基礎的研究を実施する。
き裂間隙構造の不均質性を考慮した精密貯留層モデリングと適正生産プロセス検討

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本邦勇払やベトナム国ランドンに代表される「き裂型油ガス貯留層」に関して、貯留層を構成する重要な要素であるき裂の間隙構造について、寸法依存性を実験的に明らかにした上で既存のDiscrete Fracture Network（DFN）モデルに組み込み、貯留層の精密モデリングを実施する。これにより、流路構造の三次元化など貯留層の実態把握を試み、き裂型貯留層の適正生産プロセスに関する基礎的検討を実施する。
き裂型貯留層の高度開発技術にむけたき裂内卓越流路検出法の検討

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き裂内に発生する卓越流路を検出する方法の数値シミュレーションによる検討

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