2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of simultaneous measurement system of viscosity and permeability coefficient for highly accurate evaluation of reservoir
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19K15494
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
村本 智也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (60828284)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 粘性 / 高圧力 / 重錘型圧力天びん / 精密測定 / 不確かさ / 管内流れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
貯留層をはじめとした多孔質媒体の特徴の一つに、その内部にある複雑な幾何形状をもつ空隙を経路として流体を透過させることができるという点がある。つまり、多孔質媒体は水理学的性質(浸透性と貯留性)を有している。その代表例が岩石である。近年、国策の一環で地熱発電におけるエネルギー回収に関する問題に取り 組む際、また、高レベル放射性廃棄物地層処分システムの長期安全性を評価する上で、対象となる岩盤の透水・ 物質輸送特性を詳細に把握する必要性が強調されるようになった。本研究は申請者の所属する研究部門の擁する高精度粘度測定技術と高精度液体高圧力発生技術を応用し、粘性と透水係数の相補的な関係を利用した、貯留層の高精度評価を想定した高精度高圧粘度・透水係数同時 測定システムを開発することを目的としている。国家標準器でもある重錘形圧力天びんによる高精度流体コントロ ールシステムを構築することで、先行研究よりも遥かに高精度な測定値が得られると見込んでいる 。高温高圧下における透水係数に関する研究に関しては、国内外を問わず数多くの研究例が存在するその一方で、同環境下(一連のプロセス)で粘性係数と透水係数の同時測定を試みる例は本研究が初めてである。また、不確かさ評価を含めた、計量学的な観点での透水係数の高精度測 定並びにSI単位系にトレーサブルな形での測定は申請者の知る限りでは世界初の試みである。本研究で開発した実験系により、SI単位系にトレーサブルな形で透水係数を求めることが可能となり、信頼性が担保されるような形で地層の透水・物質輸送特性及びEnhanced oil recoveryによる原油や天然ガス等の産出量の評価が可能になると期待される。
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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
2019年度にはクロスフロート測定を応用した、細管内における流量と差圧の高精度測定システムの構築を行った。圧力発生器としては重錘型圧力天びんを採用した。重錘形圧力天びんは、ピストンシリンダの有効断面積並びに底面の面積に重錘とピストンによる鉛直下向きの力をかけることによって圧力を発生させる装置である。2台の圧力天びんを細管で接続し、クロスフロート測定の手順を用いて均圧状態にしたのちに差圧を発生させ、2台の圧力天びんの降下速度を測定し、それに対応する体積流量を評価したところまでが本年度の到達点であり、当初に予定していた研究計画通りの進捗状況にある。
測定対象とする液体としては、圧力伝達媒体として一般的に用いられているbis(2-ethylhexyl) sebacateを用いた。細管の両端における差圧と、それに対応する体積流量の関係性を観測した結果、全ての温度圧力条件下において両者は線形的な関係にあることが確認された。圧力レンジは80 ～ 200 MPa、温度レンジは25 ~ 40℃で実験を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度には、流体コントロールシステムを拡張し、高圧粘性係数測定システムの構築を行う。初めに、細管の長さ及び材料についての検討を行う。試験的な細管を何パターンか試作し、それらを流路に組み込み、測定値の安定性をそれぞれについて検討する。その際は、粘度標準液を液体試 料とする。大気圧下で高精度な値が得られることを確認した後に、500 MPaまで圧力レンジを拡げ、 全レンジで高精度な値を得る為の実験系を構築する。圧力による変形を防ぐ為、細管は高圧容器 の中に入れて運用する予定である。この際、得られた測定値を文献値と比較すると共に、誤差要因を徹底的に検討する。
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| Causes of Carryover |
当初の使用計画から大幅な変更は無かった。
実験に必要な装置に係る費用が若干前後した為。
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Research Products
(5 results)
