2020 Fiscal Year Research-status Report
天然ガスハイドレート備蓄における岩盤タンクの低温下挙動評価技術の確立
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19K05350
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
木下 尚樹 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (30263958)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 天然ガスハイドレート / 岩盤タンク / 低温下挙動 / 流体透過性 / 固有浸透率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
天然ガスハイドレート備蓄における岩盤タンクの低温下挙動評価技術の確立をテーマに研究を進めている。本研究では，（1）-20℃環境下の対象岩盤の変形・強度特性の把握，（2）-20℃環境下の対象岩盤の透水・透気（浸透）特性の把握，（3）岩盤タンクの力学的安定性および気化ガスの岩盤内の移動挙動の把握の項目について，室内実験，数値解析を実施している。本年度は，項目(2)について研究を実施した。具体的には，室温および低温環境における岩石の流体透過特性を把握するため，低温透気試験装置を開発し，異なる飽和度での低温下および低温履歴後における透気特性を評価した。
これまでの実績としては，固有浸透係数と透気差圧の関係は，透気差圧の増加に伴い，固有浸透係数が低下する。これは，透過気体分子の衝突回数の増加による気体流の乱れの影響であるといえる。また，低温下では固有浸透係数が低下することを確認した。これは，温度低下に伴う岩石空隙径の変化によるものと考えられる。また，低温履歴の固有浸透係数への影響を確認するため，室温・低温透気試験を繰り返し実施した結果，飽和度0～30%の範囲ではほとんど変化がみられなかった。さらに，低温下での固有浸透係数は，飽和度が増加するのに伴い，低下することを確認した。これは，空隙内での凍結水による透過流路径の減少によるものと考えられる。
今後の研究方針としては，-20℃環境下の対象岩盤の変形・強度特性の把握，岩盤タンクの力学的安定性および気化ガスの岩盤内の移動挙動の把握の項目について，室内実験，数値解析を実施する予定である。
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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
室温および低温環境における岩石の流体透過特性を把握するため，低温透気試験装置を開発し，異なる飽和度での低温下および低温履歴後における透気特性を評価した。
本年度は，低温下において，飽和度の違いによる岩石の透過率への影響について精査した。また，この試験の前後で室温透気試験を実施することで低温履歴の影響も精査した。
固有浸透係数と透気差圧の関係は，透気差圧の増加に伴い，固有浸透係数が低下する。これは，透過気体分子の衝突回数の増加による気体流の乱れの影響であるといえる。また，低温下では固有浸透係数が低下することを確認した。これは，温度低下に伴う岩石空隙径の変化によるものと考えられる。また，低温履歴の固有浸透係数への影響を確認するため，室温・低温透気試験を繰り返し実施した結果，飽和度0～30%の範囲ではほとんど変化がみられなかった。さらに，低温下での固有浸透係数は，飽和度が増加するのに伴い，低下することを確認した。これは，空隙内での凍結水による透過流路径の減少によるものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究方針としては，-20℃環境下の対象岩盤の変形・強度特性の把握，岩盤タンクの力学的安定性および気化ガスの岩盤内の移動挙動の把握の項目について，室内実験，数値解析を実施する予定である。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により研究遂行が計画より遅れている。
本年度は昨年度分についても研究を実行する。
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