Clarifying the mechanism of enhanced shale gas recovery by displacement of gas injection

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K06637
• Research Institution: Public Works Research Institute
• Principal Investigator: 尾西 恭亮 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 研究員 (20402969)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: ガス吸着量 / シェールガス / 増進回収

Outline of Annual Research Achievements

シェールガスの賦存形態のうち，吸着ガスが占める割合は4割程度と高く，これを増進回収することが生産効率の向上に貢献する。しかし，吸着ガス賦存量の測定手法は確立しておらず，様々な段階での限定された情報による推定や試料を用いた測定手法が提案開発されている。本研究では，吸着メカニズムの解明や坑口での即時測定手法の研究を進めた。5種類の異なる特性を有する女川層の二酸化炭素の吸着量の分析を進め，低圧窒素吸着法による分析のみでも，主要な吸着特性の傾向をつかめることがわかった。また，増進回収法として，ナノ粒子を用いた研究が活発化されていることから，ナノ粒子による増進回収効果の評価実験を行った。この結果，ナノ粒子の分散にはゼータ電位の制御が重要で，分散剤を用いなくても地層中で安定分散させる方法が存在することがわかった。また，ナノ粒子を岩石の孔隙中に透過させるには，溶液中でナノ粒子同士の凝集を防ぎ，粒径の増加を抑えることが重要であり，岩石内の孔隙表面電荷と同極性の粒子表面の選択が重要であることがわかった。また，油分を水により掃攻置換する流動実験を行ったところ，油分の増進回収効果を確認できる結果が得られた。しかし，ナノ粒子と純水では岩石表面への接触角にほとんど違いは見られなかった。従って，無機能性のナノ粒子は岩石の濡れ性に直接影響を及ぼさず，掃攻効果はナノ粒子の移流による物理的作用が要因となっていると考えられる。