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非構造性帯水層への炭酸ガス地中貯留のメカニズム解明のための研究

Research Project

Project/Area Number 16J05780
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Geotechnical engineering
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

本田 博之  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
KeywordsCO2地中貯留 / 低浸透率砂岩 / 多相流 / 超臨界CO2 / 室内実験 / 物理探査 / X線CT / インベージョンパーコレーション / 難透水性堆積岩
Outline of Annual Research Achievements

2017年度は、低浸透率砂岩中の水(塩水)並びにCO2の透過・貯留特性の把握と、その再現を目的とし、室内実験とシミュレーションを実施した。
まず、実験では、地下の温度・圧力条件下を再現し、岩石コア中のCO2流動に関するパラメータ(注入圧や飽和度)や力学特性パラメータ(歪み等)を測定した。また、 同時に、P波速度と電気インピーダンス測定による物理探査モニタリングを実施している。実験の結果、Drainage(排水過程)における岩石コア中の不均一なCO2流動や、その後の安定(定常)状態までのCO2挙動から、各フェーズに作用する影響の違いを明らかにした。さらに、低浸透率砂岩へのCO2注入で生じる高い注入圧は、CO2の注入と停止を繰り返すことで、飽和度が上昇し、注入圧が着実に下降することを確認した。この結果は、大量に存在する低浸透率砂岩が、注入のしにくさ(高い注入圧)からCO2地中貯留対象としては敬遠されがちな状況から、現実的な貯留対象としてカウントできることを示唆する。このことに加え、昨年度の成果(注入流量を上げることで、飽和度は着実に上昇する)から、適切な注入オペレーションにより低浸透率砂岩のCO2貯留ポテンシャルを十分に利用することができ、低浸透率砂岩が本来持ち合わせる高い貯留性と合わせて、安定的かつ経済的なCO2地中貯留が可能となるといえる。
次に、実験にて確認された低浸透率砂岩中のCO2流動に関して、インベージョン(侵攻型)パーコレーションによる再現を試みた。シミュレーションは、X線CTスキャナにより把握した岩石コアの空隙分布マップに対して実施した。インベージョンパーコレーションによるDrainageのCO2浸透シミュレーションの結果、これまでの汎用シミュレータでは再現できなかったCO2の選択的な流路形成を描写することができ、今後の流路予測に繋がる成果となっている。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Experimental Study on CO2 Saturation of Low-Permeability Sandstone under Supercritical CO2 Injection2018

    • Author(s)
      Honda Hiroyuki, Kitamura Keigo, Ikemi Hiro, Mitani Yasuhiro
    • Journal Title

      International Journal of Earth Science and Geophysics

      Volume: 4:016 Pages: 1-7

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Measurement of electrical impedance and P-wave velocity of a low permeable sandstone core during the displacement of saturated brine by CO2 injection2017

    • Author(s)
      Hiroyuki Honda
    • Journal Title

      Energy Procedia

      Volume: ??? Pages: 4879-4885

    • DOI

      10.1016/j.egypro.2017.03.1629

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Experimental Study of Two-phase Fluid Flow in the Porous Sandstone by P-wave Velocity and Electrical Impedance Measurement2017

    • Author(s)
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Sinnosuke Takaki, Masamichi Nishihara, Kenneth T.Christensen, Yasuhiro Mitani
    • Journal Title

      Energy Procedia

      Volume: 14 Pages: 4948-4953

    • DOI

      10.1016/j.egypro.2017.03.1636

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 難透過性岩石中における超臨界CO2の透過挙動解明のための実験的研究2018

    • Author(s)
      今里光紀、本田博之、三谷泰浩、池見洋明、北村圭吾
    • Organizer
      第45回岩盤力学に関するシンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Monitoring CO2 penetration and storage in the low permeable sandstone2017

    • Author(s)
      Hiroyuki Honda, Keigo Kitamura, Mitsunori Imasato, Hiro Ikemi, Yasuhiro Mitani
    • Organizer
      International Symposium on Earth Science and Technology 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Monitoring CO2 penetration and storage in the brine-saturated low permeable sandstone by the geophysical exploration technologies2017

    • Author(s)
      Hiroyuki Honda, Keigo Kitamura, MItsunori Imasato, Hiro Ikemi, Yasuhiro Mitani
    • Organizer
      American Geophysical Union (AGU) Fall meeting 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of CO2 injection speed on CO2 saturation and differential pore pressure2017

    • Author(s)
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Shinnosuke Takaki, Mitsunori Imasato, Yasuhiro Mitani
    • Organizer
      Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of fluid injection velocity on CO2 saturation and pore pressure in porous sandstone2017

    • Author(s)
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Shinnosuke Takaki, Mitsunori Imasato, Yasuhiro Mitani
    • Organizer
      European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of the injection speed on CO2 saturation and pore pressure2017

    • Author(s)
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Shinnosuke Takaki, Mitsunori Imasato, Yasuhiro Mitani
    • Organizer
      JpGU 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 難透過性岩石中におけるCO2透過の長期挙動に関する実験的研究2017

    • Author(s)
      今里光紀、本田博之、三谷泰浩、池見洋明、北村圭吾
    • Organizer
      第38回西日本岩盤工学シンポジウム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of electrical impedance and P-wave velocity of a low permeable sandstone core during the displacement of saturated brine by CO2 injection2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Honda
    • Organizer
      GHGT13(13th Conference on Greenhouse Gas Control Technologies)
    • Place of Presentation
      スイス
    • Year and Date
      2016-11-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Experimental study on the measurements of electrical impedance and P-wave velocity of a low permeable rock core during the displacement of saturated brine by CO2 injection2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Honda
    • Organizer
      ARMS9(9th Asia Rock Mechanics Symposium)
    • Place of Presentation
      インドネシア
    • Year and Date
      2016-10-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Measurement of electrical impedance and elastic wave velocity of a low permeable rock core during the displacement of saturated brine by CO2 injection2016

    • Author(s)
      Hiroyuki Honda
    • Organizer
      Creative Development of Rock Mechanics and Engineering,2016 Korea-Japan Joint Symposium on Rock Engineering & 2016 Spring Conference and General Assembly of Korean Society for Rock Mechanics
    • Place of Presentation
      韓国
    • Year and Date
      2016-05-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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