學位論文
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Item 非彈性應變回復法之三維應力測量應用於宜蘭地熱探勘之評估(2019) 楊士寬; Yang, Shih-Kuan世界上的化石能源逐年面臨匱乏的危機，這將對人類的生活與經濟發展造成衝擊，因此開發替代能源為全球必行的趨勢，考慮環境保護、永續利用、經濟發展與資源優勢之因素，地熱能為適合臺灣發展的替代能源之一。 位於太平洋火環帶西緣的臺灣，是個富含地熱資源的國家，其中宜蘭地區地下水充足，若能在該地深處找到熱源與水源富集之區域，該地則即為理想的地熱電廠場址。 本研究以宜蘭紅柴林地熱潛能區紅柴林1號井(HCL01)與紅柴林2號井(HCL02)之岩心為樣本，進行非彈性應變回復法（ASR）實驗，量測現地的三維應力場，並以岩心描述取得現地導水裂隙與弱面位態的資料，利用三維應力與裂隙位態評估現地裂隙的滑動與擴張趨勢以及導水效果的好壞，作為地熱開發潛能的評估依據。 紅柴林1號井樣本所解算出的三軸應變場結果顯示，各樣本的三軸應變場沒有特定的規律，每個深度之樣本所對應的應力場型式也不相同。HCL01-01樣本結果不屬於安德森斷層理論的任一種斷層型式的應力場，水平最大應力的擠壓方向為西北-東南向，解算三為主應力之規模由大到小分別為46.05、41.06、34.29 MPa；HCL01-02樣本結果趨近於逆斷層型式的應力場，水平最大應力的擠壓方向為北北西-南南東向，解算三為主應力之規模由大到小分別為57.86、34.03、29.3 MPa；HCL01-03樣本結果趨近於正斷層型式的應力場，水平最大應力的擠壓方向為北北東-南南西向，解算三為主應力之規模由大到小分別為41.35、34.46、27.96 MPa；HCL01-04樣本結果趨近於逆斷層型式的應力場，水平最大應力的擠壓方向為北北東-南南西向，解算三為主應力之規模由大到小分別為68.58、61.16、51.09 MPa。整體而言，各樣本ASR實驗顯示的應力場結果並不一致，但有水平最大主應力的擠壓方向皆趨近為南北向擠壓的共通點。 紅柴林2號井樣本所解算出的三軸應變場結果顯示，各樣本的三軸應變場沒有特定的規律，每個樣本所對應的應力場型式也不同。HCL02-06樣本結果趨近於正與走向滑移間過渡斷層型式的應力場，水平最大應力的擠壓方向為西北西-東南東向，解算三為主應力之規模由大到小分別為65.09、56.46、34.96 MPa；HCL02-07樣本結果趨近於走向滑移斷層型式的應力場，水平最大應力的擠壓方向為西北-東南向，解算三為主應力之規模由大到小分別為80.08、60.79、46.8 MPa。HCL02-6、7樣本水平最大主應力的擠壓方向趨近於西北東南向擠壓，彼此間有水平最大應力擠壓方向雷同的共通點。 紅柴林1號井樣本解算出的滑動趨勢皆小於0.6，各位態的構造弱面均不容易錯動活化。紅柴林1號井樣本解算出的擴張趨勢顯示，深度約1492公尺西北-東南走向、向東北傾斜之中到高傾角的構造弱面有高的擴張趨勢；深度約1560公尺東北-西南走向、向東南傾斜之中傾斜程度傾角的構造弱面有高的擴張趨勢；深度約1579公尺南北走向、向東或向南傾斜之高傾角的構造弱面有高的擴張趨勢；深度約2222公尺西北-東南走向、向東北傾斜之中到低傾角的構造弱面有高的擴張趨勢。 本研究由紅柴林1號井岩心樣本所計算的擴張趨勢與附近深度構造弱面位態進行比對，分析的結果為大部分的構造弱面(如: 層面、劈理、裂隙、礦脈、斷層擦痕面、導水裂隙)位態都沒有高擴張趨勢，於現今應力場下不利於以擴張撐裂的方式發展成為導水裂隙。只有1491.5~1555.7公尺深朝西南方傾沒的礦脈群擁有高擴張趨勢，較有機會以張裂的方式發展成為現今的導水裂隙。 若能由其他資料，例如井測資料，證實該位置導水裂隙的存在，將有利於加強型地熱電廠之注入井與生產井的設井相對位置之評估。