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非構造性帯水層への炭酸ガス地中貯留実現のための研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H01291
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地盤工学
研究機関九州大学

研究代表者

三谷 泰浩  九州大学, 工学研究院, 教授 (20301343)

研究分担者 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), 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, 教授 (90380576)
本田 博之  九州大学, 工学研究院, 助教 (40894001)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)
2021年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2018年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2017年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード炭酸ガス地中貯留 / 透過特性 / 室内実験 / ガス透過・貯留メカニズム / ガス透過メカニズム / 室内試験
研究成果の概要

本研究では,非構造性帯水層として考えられる堆積岩を対象として,飽和岩石内でのCO2の流動特性,貯留特性を明らかにするための室内実験装置を開発し,室内実験からそのメカニズムを明らかにした。そして,岩石内の貯留の新しい透過・貯留モデルを構築し,そのモデルを実装した数値シミュレーションの開発を行った。その結果,難透過性砂岩中のCO2の透過挙動は,選択的経路をとりながら複数回拡幅していくこと,CO2は,一様に界面を維持しながら岩石内を侵入するのではなく,分岐しながら岩石内を侵入していくこと,CO2が貯留された岩石は,ガストラップによりCO2飽和度分布が不均一になることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CO2の地中貯留・固定は,構造トラップ,残留ガス,吸着,溶解といったCO2地中固定の深化過程があり,これまで,CO2貯留に関する様々な実験的研究が行われているが,非構造性帯水層を貯留層としたCO2の挙動を解明することができた。 特にCO2の透過挙動が選択的な透過挙動が生じること,そして貯留されたCO2が岩石中にガストラップされることを明らかににすることができたことが大きな学術的意義である。また,この結果は,構造トラップに依存しない我が国の地質環境に応じた独自のCO2貯留・固定技術を確立することができる可能性を示すことにつながり,大きな社会的意義があると考えられる。

報告書

(6件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Impacts of CO2 injection speed on two-phase flow and physical parameters in porous sandstone2021

    • 著者名/発表者名
      Keigo KITAMURA, Hiroyuki HONDA, Osamu NISHIZAWA, Yasuhiro MITANI
    • 雑誌名

      International Journal of Greenhouse Gas Control

      巻: 107 ページ: 1-9

    • DOI

      10.17632/M96D5B8D33

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Capillary number impacts on geophysical parameter estimation of CO2-brine flow in porous sandstone2021

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kitamura*, Hiroyuki Honda, Osamu Nishizawa, and Yasuhiro Mitani
    • 雑誌名

      International Greenhous Gas Control

      巻: 107,103228

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Ore Pass Hang-Ups in Long Vertical Ore Passes by 3-D DEM2020

    • 著者名/発表者名
      Akira Sato, Haowen Tang
    • 雑誌名

      International Journal of Mining Engineering and Mineral Processing

      巻: 9(1) ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Verification of the Inhibitory Effect of the Aquo-Siloxane Method on Material Migration in Porous Rock Using the µ-Focus X-ray Computed Tomography Method2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Sato, Jyuntaro Nishizono, Kentaro Fujita and Michiyo Obata
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 号: 11 ページ: 1731-1738

    • DOI

      10.2320/matertrans.M-M2018840

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2018-11-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of pore structure and water permeation property of a shale rock by means of X-ray CT2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Sato and Yuzo Obara
    • 雑誌名

      Procedia Engineering

      巻: 191 ページ: 666-673

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2017.05.230

    • NAID

      120006594964

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Preservation Effect by Aquo-Siloxane Method towards Water Permeation and Material Diffusion into Porous Rocks2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Sato, Minami Egashira, Michiyo Obata
    • 雑誌名

      Materials Science and Applications

      巻: 8 号: 06 ページ: 419-435

    • DOI

      10.4236/msa.2017.86029

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Measurement of electrical impedance and P-wave velocity of a low permeable sandstone core during the displacement of saturated brine by CO2 injection2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Honda
    • 雑誌名

      Energy Procedia

      巻: ??? ページ: 4879-4885

    • DOI

      10.1016/j.egypro.2017.03.1629

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Experimental Study of Two-phase Fluid Flow in the Porous Sandstone by P-wave Velocity and Electrical Impedance Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Sinnosuke Takaki, Masamichi Nishihara, Kenneth T.Christensen, Yasuhiro Mitani
    • 雑誌名

      Energy Procedia

      巻: 14 ページ: 4948-4953

    • DOI

      10.1016/j.egypro.2017.03.1636

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Monitoring Flow Behavior of Supercritical CO2 in Porous Sandstones with Different Permeability by P-wave Velocity2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki HONDA, Hiroyuki YAGI, Yasuhiro MITANI
    • 学会等名
      Proceedings of Nineteenth International Conference on Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 風化岩石を対象とした水分移行特性改善効果の評価2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤晃,森拓実,小畑三千代,松下由香里
    • 学会等名
      第15回岩の力学国内シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 鉱石投入に伴う露天掘鉱山立坑壁面破壊プロセスシミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      田中滉大,佐藤晃
    • 学会等名
      資源・素材学会2021年度春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ベレア砂岩の葉理に対するCO2透過の異方性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      舟津薫輝, 三谷泰浩, 本田博之, 谷口寿俊, 北村圭吾, 八木裕之
    • 学会等名
      第15回岩の力学国内シンポジウム講演論文集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 難透過性砂岩への超臨界CO2繰返し注入条件下におけるCO2透過特性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      八木裕之,三谷泰浩,本田博之,谷口寿俊,舟津薫輝
    • 学会等名
      令和2年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 写真解析におけるGNSS受信機の座標計測効果2020

    • 著者名/発表者名
      黒木貴一,後藤健介,池見洋明
    • 学会等名
      日本応用地質学会研究発表会講演論文集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 桜島東麓の火山山麓の地形面区分2020

    • 著者名/発表者名
      黒木貴一,池見洋明,後藤健介,宗建郎
    • 学会等名
      日本地理学会発表要旨集
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 立坑払出口形状を考慮したDEMによる立坑閉塞現象の分析2020

    • 著者名/発表者名
      森 拓実,佐藤晃
    • 学会等名
      資源・素材学会九州支部「若手研究者および技術者の研究発表会」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 低浸透率砂岩の超臨界CO2透過挙動に関する実験的研究2020

    • 著者名/発表者名
      大久保裕一,三谷泰浩,北村圭吾,谷口寿俊,舟津薫輝,松尾憲弥
    • 学会等名
      令和元年度土木学会西部支部講演発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多様な岩石の超臨界CO2透過実験を実現するための新しい実験システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      舟津薫輝,三谷泰浩,北村圭吾,松尾憲弥,大久保裕一
    • 学会等名
      第47回岩盤力学に関するシンポジウム講演集
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] べレア砂岩を対象とした空隙スケールでの水-空気多相流解析の試み2019

    • 著者名/発表者名
      増岡健太郎,山本肇
    • 学会等名
      令和元年度土木学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Two-Phase Flow in Low Permeable Porous Rocks aimed for Establishing Small Scale and Regional CCS2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Sato, Kentaro Fujita
    • 学会等名
      YSRM2019 & REIF2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Preservation Effect of Aquo-Siloxane Method Towards Weathered Rock Materials2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Sato, Kentaro Fujita, Yukari Matsushita, Michiyo Obata
    • 学会等名
      YSRM2019 & REIF2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 天草下浦石の風化とAquo-Siloxane法による水分移行特性改善効果の評価2019

    • 著者名/発表者名
      藤田賢太郎,佐藤晃
    • 学会等名
      令和元年度資源・素材学会九州支部「若手研究者および技術者の研究発表会」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 地下深部条件を再現するCO2透過実験システムの開発2019

    • 著者名/発表者名
      舟津薫輝, 三谷泰浩, 池見洋明, 谷口寿俊, 北村圭吾, 松尾憲弥
    • 学会等名
      平成30年度土木学会西部支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Cross-Sectional Shapes of Vertical Ore Paths on Ore Path Hang-ups by 3D-DEM2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Sato and Haowen Tang
    • 学会等名
      Effect of Cross-Sectional Shapes of Vertical Ore Paths on Ore Path Hang-ups by 3D-DEM
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monitoring CO2 penetration and storage in the brine-saturated low permeable sandstone by the geophysical exploration technologies2018

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Kenya Matsuo, Hiro Ikemi and Yasuhiro Mitani
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of CO2 injection speed on CO2 behaviour in two types of sandstone2018

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Kenya Matsuo, Hiro Ikemi and Yasuhiro Mitani
    • 学会等名
      GHGT14
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of CO2 injection speed and pore structure on CO2 behaviour in two types of sandstone2018

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Hiro Ikemi and Yasuhiro Mitani
    • 学会等名
      AOGS 15th Annual meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vp monitoring for channel formations of CO2-brine flow in two different types of sandstones2018

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kitamura , Hiroyuki Honda, Hiro Ikemi and Yasuhiro MItani
    • 学会等名
      JpGU2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Aquo-Siloxane法の岩石を対象とした水分・物質移行抑制効果の経時変化2018

    • 著者名/発表者名
      藤田賢太郎,西薗隼太郎,唐皓文,佐藤晃
    • 学会等名
      平成30年度資源・素材学会九州支部「若手研究者および技術者の研究発表会」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 釧路地方の岩層メタンガスについて2018

    • 著者名/発表者名
      松本裕之,内田景己,佐藤努,佐藤晃,鮎沢潤,末永弘
    • 学会等名
      平成30年度資源・素材学会北海道支部 総会および春季講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Aquo-Siloxane法の岩石を対象とした水分・物質移行抑制効果の経時変化2018

    • 著者名/発表者名
      藤田賢太郎,西薗隼太郎,唐皓文,佐藤晃
    • 学会等名
      第39回西日本岩盤工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Verification of the Preservation Effect of the Aquo-Siloxane Method towards Porous Rock Materials2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Fujita and Akira Sato
    • 学会等名
      Engineering Workshop 2018 in Kumamoto
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ベレア砂岩中の葉理が超臨界CO2透過挙動に与える影響に関する実験的研究2018

    • 著者名/発表者名
      松尾憲弥, 三谷泰浩, 池見洋明, 谷口寿俊, 北村圭吾
    • 学会等名
      第39回西日本岩盤シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 層理を有するベレア砂岩を用いた低流量条件下でのCO2透過特性に関する実験的研究2018

    • 著者名/発表者名
      松尾憲弥,三谷泰浩,池見洋明,谷口寿俊,北村圭吾,本田博之
    • 学会等名
      土木学会西部支部発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 難透過性岩石中における超臨界CO2の透過挙動解明のための実験的研究2018

    • 著者名/発表者名
      今里光紀,三谷泰浩,池見洋明,本田博之,北村圭吾
    • 学会等名
      第45回岩盤力学に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 難透水性岩石中におけるCO2透過の長期挙動に関する実験的研究2017

    • 著者名/発表者名
      今里光紀,本田博之,三谷泰浩,池見洋明,北村圭吾
    • 学会等名
      西日本岩盤力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Impact of fluid injection velocity on CO2 saturation and pore pressure in porous sandstone2017

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Shinnosuke Takaki, Mitsunori Imasato, Yasuhiro Mitani
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Impact of the injection speed on CO2 saturation and pore pressure2017

    • 著者名/発表者名
      Keigo Kitamura, Hiroyuki Honda, Shinnosuke Takaki, Mitsunori Imasato, Yasuhiro Mitani
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 白亜紀層釧路頁岩の広域的な透水性・空隙構造の評価2017

    • 著者名/発表者名
      西薗隼太朗,佐藤 晃
    • 学会等名
      平成29年度資源・素材学会九州支部「若手研究者および技術者の研究発表会」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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