在原 典男 (アリハラ ノリオ)

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所属

理工学術院

職名

名誉教授

ホームページ

http://www.arihara.env.waseda.ac.jp

学歴 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1975年

    スタンフォード大学大学院   地球科学系   石油工学  

  •  
    -
    1975年

    Stanford University   School of Earth Sciences   Petroleum Engineering  

  •  
    -
    1963年

    防衛大学校   工学部   航空工学  

学位 【 表示 / 非表示

  • Ph.D(スタンフォード大)

  • 京都大学   工学修士

  • スタンフォード大学   工学修士(M.S.)

  • スタンフォード大学   学術博士(Ph.D.)

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1982年
    -
    1985年

    石油公団・石油開発技術センター 油層研究室長

  • 1982年
    -
    1985年

    Japan National Oil Corporation, Technology Research

  •  
     
     

    Center Director, Reservoir Engineering Laboratory

所属学協会 【 表示 / 非表示

  •  
     
     

    Metallurgy & Petroleum

  •  
     
     

    Canadian Institute of Mining

  •  
     
     

    Society of Core Analysts

  •  
     
     

    Society of Petrophysicists and Well Log Analysts

  •  
     
     

    Society of Petroleum Engineers

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研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 資源開発工学

  • 環境保全技術

  • 地層汚染修復

  • 廃棄物地下保存・処分

  • 資源評価

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Misc 【 表示 / 非表示

  • Development of streamline-based heat transport model for thermal oil-recovery simulation

    Usman, N Arihara

    JOURNAL OF THE JAPAN PETROLEUM INSTITUTE   48 ( 1 ) 9 - 21  2005年01月

     概要を見る

    The streamline method was extended to thermal oil-recovery simulation by developing an appropriate heat transport model based on the streamline method for implemention into a thermal recovery simulator. The heat transport model consisted of convection from the flowing phases and diffusion terms of gravity, capillary force, and conduction. An operator splitting technique was applied to decouple the convective and diffusive parts for separate solution. The convective part, a non-linear one-dimensional hyperbolic equation, was solved by the implicit single-point upwind scheme along the streamlines. The diffusive part, a non-linear, mixed hyperbolic-parabolic equation modeling gravity, capillary force and conduction, was solved using finite-difference discretization over the three-dimensional grid. The pressures for defining streamlines were obtained by solving the fluid flow equations with a finite-difference Newton method considering the compressibility, depletion and capillary forces. Simulations of hot water-flooding in two-dimensional and three-dimensional heavy-oil reservoirs were conducted to verify the model. The simulation results were compared with those of a commercial thermal simulator, which demonstrated that the streamline approach is a viable alternative to conventional finite-difference methods for heat transport calculations within a thermal simulator.

    DOI CiNii

  • Application of Streamline Method to Hot Water-Flooding Simulation for Heavy Oil Recovery

    Usman, N. Arihara

    Proceedings of the SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition held in Jakarta, Indonesia    2005年

  • 丘谷形状管内における油・水二相流実験及び解析

    福島明男, プラット アブドワイット, 在原典男, 渡邉朋子, 池田憲治

    石油技術協会春季講演会要旨集/石油技術協会     125  2005年

  • ストリームライン法による重質油回収のための熱水攻法シミュレーション

    ウスマン, 在原典男

    石油技術協会春季講演会要旨集/石油技術協会     104  2005年

  • ストリームライン法による天然フラクチャー型油層内のトレイサー流動シミュレーション

    飯野敦, 栗原正典, 在原典男, 岡津弘明

    石油技術協会春季講演会要旨集/石油技術協会     103  2005年

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Works(作品等) 【 表示 / 非表示

  • 天然フラクチャー型油層内の流体流動解析モデルの開発

    2004年
     
     

  • Development of models for analyzing fluid flow in naturally fractured reservoirs

    2004年
     
     

  • ストリームライン法によるフルテンソル貯留層シミュレーションモデルの開発

    2003年
     
     

  • Development of streamline-based full-tensor reservoir simulation model

    2003年
     
     

  • ガスコンデンセート層における坑井テスト解析

    2002年
    -
     

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 航空学術賞

    1963年  

共同研究・競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 非均質貯留層における流体挙動

    研究期間:

    1998年
    -
     
     

  • Fluid Flow in Heterogeneous Reservoir Rock

    研究期間:

    1998年
    -
     
     

  • 管内多相流及び臨界流

    研究期間:

    1995年
    -
     
     

  • 地質統計学における油層特性解析

    研究期間:

    1995年
    -
     
     

  • Multi-Phase Flow and Critical Flow in Pipes

    研究期間:

    1995年
    -
     
     

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特定課題研究 【 表示 / 非表示

  • 地下水汚染処理に関わる軽質及び重質汚染物のモニタリング技術開発

    2004年   倉又秀祥, 吉田 稔

     概要を見る

    地下水層における石油系汚染物の挙動評価とモニタリングのために、多成分型シミュレーションモデルおよびトレーサーテストシミュレーションモデルを構築した。多成分型モデルでは、状態方程式による油相・気相・水相の3相平衡計算を用いた流動モデルをIMPECS法(圧力式を陰的に解き、組成および飽和率式を陽的に解く数値解法)により構築した。モデルの基礎的な機能に検証を行っているが、更に特定の汚染物についての適用性を確認する必要がある。トレーサーテストモデルでは、ストリームライン法に基づいてPartitioning Tracerの流動モデルを構築した。Partitioning Tracerのモデル化では、各グリッドブロックにおけるTime-of-Flight(移流時間)を残留油飽和率に比例した量だけ変化させることで、Partitioning Tracerの遅れを表した。Moment法を適用して、Partitioning TracerとNon-Partitioning Tracerの測定曲線から地下水層内の残留油の量を計算した。地層が非均質な場合にも、本手法により、残留油の量を精度よく計算できることが確認された。

  • 全テンソル型有効浸透率による天然フラクチャ-型貯留シミュレーション

    2003年   Sutopo

     概要を見る

     本研究は油層シミュレーションのための混合有限体積要素(Mixed Finite Volume Element, MFVE)法に関するものであり、特に、不均質貯留層における2相流体の挙動シミュレーションの計算精度と効率について研究し、それらの成果を取り纏めた。 近年の油層シミュレーション技術開発における目標の一つは不均質層に対応した全テンソル型浸透率の導入である。MFVE法はは、圧力と流速を同じ精度で同時に計算する手法であり、有限差分法に極めて近く、数値モデル化が容易である。MFVE法は多相流動式に系統的かつ軽易に適用でき、不均質な異方性全テンソル型浸透率を含む複雑なシミュレーションにおいても高精度の計算が可能である。本研究で開発されたモデリング手法は、ブラックオイルや多成分系モデルにも適用が可能であり、その有効性は高い。また、本研究で実証した2相流動方程式の逐次解法および演算子分割法は、計算時間の削減のための有力な手法である。 多相流モデルとして、非ミシブル非圧縮性流体による非単位易動度比の置換についてMFVE法モデルを構築した。フラクショナルフローおよび全圧力による定式化の結果、楕円型の圧力式および放物型の飽和率式が得られる。この連立式をMFVE法によって分離・線形化し、逐次的に解いた。飽和率式の退化には摂動法により対処した。一般に、圧力は飽和率に比べて緩やかに変化するので、圧力式の数値解におけるタイムステップを大きくし、飽和率式の数値解におけるタイムステップの大きさは飽和率の変化量に応じて決める手法を用いた。 本研究では、飽和率式に対する演算子分割法の効率的なアルゴリズムを開発した。移流項および拡散項を含む飽和率式は、移流を表す双曲型方程式と毛細管圧力による拡散を表す退化放物型方程式に分割される。まず、全体の方程式系の離散化には2段階の演算子分割を適用した。すなわち、最初に圧力および飽和率式を分割して逐次的に解き、次に飽和率式に伴う移流と拡散を上述のように分割して逐次的に解いている。圧力式はMFVE法により離散化し、飽和率式の時間分割アルゴリズムでは、移流式に対してFVE法による陽的離散化を適用し、拡散式に対してMFVE法による陰的離散化を適用した。陽解法では数値安定性の制限からタイムステップを細かく取り、陰解法では大きくすることができる。

  • ガスコンデンセート層における流体挙動に関する研究

    2001年   本阿弥幸子, 寺本哲郎

     概要を見る

     多成分系シミュレーションモデルによるガスコンデンセート層及び高揮発性油層の挙動予測では,相平衡計算に多大な時間を費やすので,その効率を改善できれば,より多くの成分を扱うことが可能となり,精度のよい挙動予測が期待できる。本研究ではパラメータの削減による反復相平衡計算法を多成分系シミュレーションに適用し,その精度と効率を評価した。 本研究では,圧力計算と相平衡計算が独立した形で行われるIMPECS(Implicit Pressure, Explicit Composition and Saturation)法により,状態方程式(EOS)多成分系モデルを構築した。炭化水素系の相挙動のモデル化として一般的な3次EOSの解法としては,逐次代入反復法及び最小変数ニュートン・ラフソン法が代表的手法である。これらは成分数と同数の変数について反復計算を行うもので,前者は線形的に収束し,後者は2次的に収束する。これに対して,Michelsenの手法は反復計算における補正を3変数により行うもので,特に成分数が多い場合には格段に計算時間を短縮することができる点で画期的なものである。 EOSにより実際の油ガス層流体を記述するには,相互作用パラメータ(Binary Interaction Parameter, BIP)を導入してEOSのチューニングを行うのが一般的であるが,MichelsenはBIPを排除してプラス成分の特性値をマッチングパラメータとしている。本研究では,BIPを一部考慮することでMichelsenの手法を一般化して,5変数ないしそれ以上の数の変数を扱う削減法について,他の手法の計算効率と比較し評価した。

  • 界面活性剤による地下水汚染浄化に関する研究

    1999年   岡野裕史

     概要を見る

     石油系燃料及び有機塩素系溶剤などの汚染物質は、わずかであるが水に溶ける性質をもっており、地下に入りこむと多量の地下水を汚染する恐れがある。本研究では、地層断面装置による実験ならびに数値シミュレーションモデルの開発を行い、汚染物質の挙動を評価するとともに、汚染流体の流動拡散現象の影響を調べることを目的とした。 地層断面装置(フローセル)を用いた地下汚染実験では、フローセルに3種類の砂を層状に充填し、ポンプを使用して水で飽和させたのち、NAPL(トルエン)を背面孔より注入して地下水の汚染状態を作ったのち、地下水の流速を変化させて汚染状態の変化を観察した。トルエンは地下水の流れに従うとともに、移動比重が軽いため地下水中においても上方へ移動することが確認された。 数値シミュレーションモデルの開発では、3相3成分の流動現象の定式化、有限差分法による離散化、及びプログラムのコーディングを行い、2次元及び3次元問題へ適用し、移流・拡散・分散・吸着の影響、及び飽和帯・不飽和帯・毛管水帯における汚染物質の挙動を推測した。モデルは、3相(ガス, 水, NAPL)3成分(水, 空気, 汚染物質)とし、汚染流体の流動メカニズムとしてポテンシャル勾配による移流、濃度勾配による拡散、孔隙及び地層の非均質性による分散を考慮した。多相間の熱力学的平衡が成り立っていると仮定して、3相間の質量移動をヘンリーの法則などにより決定した。また、汚染物質の岩石表面への吸着現象も考慮した。シミュレーションによる計算結果を解析解により検証することにより数値シミュレーションモデルの有効性が確認した。移流・拡散・分散・吸着について、それぞれのモデルによる計算結果から現象の特徴及び影響の大小を評価することができた。実験データ及びフィールドデータを考慮して、実例に合わせたシミュレーションを行うことが今後の課題とされる。

  • 層状貯留層の浸透率および岩相解析に関する研究

    1998年  

     概要を見る

     実油田で得られたコアデータおよび検層データを用いて、ニューラルネットワークによる岩相予測、およびハイドローリックフローユニット(HU)法による浸透率予測を行った。岩相予測では、コアサンプルによる岩相データを教師値とし検層と深度データを入力値として、ブラインドテストを実施し、手法の有効性を確認した。使用可能な全検層種目を入力として用いることにより高い予測精度が得られることを確認した。学習データは検層データ間の相関性の解釈等による岩相解釈に基づいて、特徴的なデータを抽出して適用するのがよい。本研究では、密度検層と中性子検層のクロスプロット、およびガンマ線検層と、KEV、THEV、UEVの濃度を示すガンマ線スペクトル検層の検層データピーク値を考慮したサンプリング法を適用した。クロスプロットによるサンプリングでは、選定領域を狭めすぎても予測精度は改善されない。地質学および統計学の観点から、さらにサンプリング法を検討することが必要である。 HU法による浸透率予測では、コアデータおよび検層データを用いて、同じ流動特性を示すHUに分類し、コアデータのない坑井の浸透率を検層データから求めた孔隙率により予測した。従って、HU法による浸透率予測の精度は、HUの推定と検層解析による孔隙率解釈の精度に大きく影響される。HUの推定は、コアデータによるHUと検層データの相関性を記述するトレーニングデータベースを作成し、それに基づいてコアデータを持たない坑井におけるHUを、検層データにベイズの定理を適用して求めるもので、トレーニングデータベースの精度が特に重要である。本研究では、トレーニングデータベースに用いる検層データをランク付けし、データベースの各セルに同数個のデータを割り当てる手法が非常に有効であることを確認した。

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2002年
    -
    2004年

    石油学会  副会長

  • 2002年
    -
     

    日本検層協会(The Japan Formation Evaluation Society)  会長(President)

  • 1998年
    -
    2000年

    石油技術協会  会長

  • 2000年
    -
     

    石油技術協会  評議員

  • 1998年
    -
    1999年

    石油学会  評議会

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