• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

デジタル岩石を用いた間隙流体挙動と弾性特性の関係解明によるモニタリング手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12J06048
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 地球・資源システム工学
研究機関京都大学

研究代表者

山邉 浩立  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード二酸化炭素地中貯留 / モニタリング / 格子ボルツマン法 / 有限差分法 / Hainesジャンプ / フィンガリング / 均質飽和 / 部分飽和 / デジタル岩石 / 多孔質媒体 / 多相流 / 地震波速度 / 波動シミュレーション / 二酸化炭素 / 二酸化炭素地下貯留 / 地球温暖化 / 弾性波 / 弾性波速度 / 貯留量評価
研究実績の概要

本研究では(1)格子ボルツマン法及び(2)有限差分法による波動シミュレーションを用い、(1)地下岩石中でのCO2挙動への詳細な理解、及び(2)モニタリングで必要となるCO2挙動と地震波速度とのより精密な関係を議論した。
(1)球状粒子をパッキングすることで得られた粒子充填モデルを岩石モデルとして用い、圧入圧力を変え格子ボルツマンシミュレーションを適用したところ、圧入圧力が高いケース(Case1)では、Viscous Fingeringが得られ、低いケース(Case2)ではCapillary FingeringとViscous Fingeringのクロスオーバーが見られた。この時平衡状態でのCO2飽和度を比較すると、Case1が95%、Case2が56%と大きな違いが見られた。当該研究では、後者における低飽和度の一因として、Hainesジャンプと呼ばれる間隙スケールでの現象を議論した。結果として、この間隙スケールでの現象がコアスケールでの飽和度に大きな影響を及ぼし得ることがわかった。
(2)格子ボルツマンシミュレーションにより得られたCO2/水/固相分布に対し、有限差分法を用いた波動シミュレーションをおこなうことでCO2圧入に伴う地震波速度変化を議論した。結果として、飽和度が同じ場合に両者を比較すると、Case1ではCase2に比べ地震波速度が低くなることがわかった。本研究では、これを飽和状態の違いによるものと考えた。既往の研究から、波動の波長>流体のバブルサイズとなるときには均質飽和と呼ばれ、地震波速度がより低くなることが知られている。Case1及び2でのCO2のバブルサイズを比較したところ、Case1の方がCase2に比べ、より小さいCO2バブルの形成が確認され、得られた結果と整合的となった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Lattice Boltzmann Simulations of Supercritical CO2;Water Drainage Displacement in Porous Media: CO2 Saturation and Displacement Mechanism.2015

    • 著者名/発表者名
      Yamabe, H., Tsuji, T., Liang, Y., Matsuoka, T.
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 49 号: 1 ページ: 537-543

    • DOI

      10.1021/es504510y

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Patchy saturation and seismic velocity: Simulation study for migration of supercritical CO2 in porous media.2013

    • 著者名/発表者名
      H. Yamabe, T. Tsuji, and T. Matsuoka
    • 学会等名
      SEG International Exposition and 83rd Annual Meeting
    • 発表場所
      Houston, U.S.
    • 年月日
      2013-09-22 – 2013-09-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] LBM simulation for CO2 saturation monitoring from elastic velocity and resistivity : Migration of supercritical CO2 in porous media under several PT conditions2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, T., Yamabe, H., Matsuoka, T.
    • 学会等名
      2012 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center (アメリカ)
    • 年月日
      2012-12-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Two-phase lattice Boltzmann simulation study on flow pattern in a silty sand model2012

    • 著者名/発表者名
      Yamabe, H., Tsuji, T., Liang, Y., Matsuoka, T.
    • 学会等名
      2012 AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      Moscone Center (アメリカ)
    • 年月日
      2012-12-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Migration of supercritical CO2 in porous media under several PT conditions : Insight into CO2 saturation monitoring from elastic velocity and resistivity2012

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, T., Yamabe, H., Matsuoka, T.
    • 学会等名
      NanoGeoscience 2012
    • 発表場所
      京都大学医学部芝蘭会館
    • 年月日
      2012-11-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Two-phase lattice Boltzmann simulation study on flow pattern in a silty sand model2012

    • 著者名/発表者名
      Yamabe, H., Liang, Y., Matsuoka, T., Tsuji, T.
    • 学会等名
      NanoGeoscience 2012
    • 発表場所
      京都大学医学部芝蘭会館
    • 年月日
      2012-11-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi