2020 Fiscal Year Annual Research Report
Research for realization of carbon dioxide capture and storage in non-structural aquifer
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17H01291
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
三谷 泰浩 九州大学, 工学研究院, 教授 (20301343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増岡 健太郎 大成建設株式会社技術センター, その他部局等, 課長代理 (10393711)
山本 肇 大成建設株式会社技術センター, その他部局等, チームリーダー (10417090)
佐藤 晃 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (40305008)
北村 圭吾 九州大学, 工学研究院, 学術研究員 (60618825)
池見 洋明 日本文理大学, 工学部, 准教授 (90380576)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 炭酸ガス地中貯留 / 透過特性 / 室内試験 / ガス透過メカニズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) 実験装置の改良および改修については，前年度から整備している実験装置の改良がほぼ完了し，適切な温度管理の下で，弾性波測定まで含めた実験が可能となった。さらに，今年度は透過中の試験体の変形を計測できるよう，ひずみゲージを取り付けられるように改良を行った。その結果，透過特性として，炭酸ガスの透過挙動を以前より高度に計測できるようになるとともに，連続フローシステムを適用することで，約2ヶ月間におよぶ長時間の透過実験を安定した環境下で行うことができるようになった。また，透過実験中の弾性波および試験体のひずみ計測も行うことができることを確認した。
2) 炭酸ガス貯留の実験は，昨年度実施したベレア砂岩についで，難透過性岩石である相浦砂岩を用いて，実験を行い，その透過特性の基礎データを取得した。その結果，従来の実験とほぼ同じ結果を再現できることを確認できた。
3）今年度は，3次元CTを用いて，試験体前後の試験体のスキャンを行い，ベレア砂岩および相浦砂岩の空隙構造を3次元的に求めた。この結果を用いて，インベ－ションパーコレーションモデル法による数値シミュレーションを実施し，透過現象のモデル化を行った。その結果，選択的なCO2の流れの可視化に成功した。
4)CO2透過・貯留・溶解・固定化モデルの開発については，基礎的な検討を行い，試行的に長期の超臨界CO2の透過実験を行った結果を前述した3次元CTを用いて試験前後の状況を確認したが，それほど大きな変化が確認されず，来年度に向けての課題が抽出できた。これについては，試験終了直後の試験体内の状況を如何にして確認するかが大きな課題としてあげられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
実験装置の改良がほぼ終了し，長期間に亘る実験を行うことができることを確認している。また，3次元ＣＴを導入したことで，これまで複数の断面しか計測できなかった空隙分布をより厳密に測定できることとなり，詳細な岩石構造を3次元的に把握することができ，その結果，数値シミュレーション，化学的定着機構の解明に役立つことを確認できた。このように実験，解析ともに当初想定していた研究目標を達成することができた。しかしながら，幾つかの実験装置の改良に関する課題，長期挙動を把握するための実験手法の開発，数値シミュレーションの課題なども明らかとなっており，これらについて，対応する予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，透過メカニズムの可視化に関するシミュレーションの高度化を行うことがひとつの課題として明らかとなったため，あらたな数値解析手法の導入を行い，シミュレーションを実施する予定である。また，CO2の化学的定着機構の解明については，実験方法を改善することも必要であることが，明らかとなったため，今年度は幾つかの実験を行い，より詳細なメカニズムの把握を行うとともに，数値モデルの構築についての検討を実施する予定である
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