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シリカナノ粒子を用いた石油増進回収技術の増油機構解明と流体挙動の可視化

研究課題

研究課題/領域番号 21K04959
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
研究機関秋田大学

研究代表者

阿部 一徳  秋田大学, 国際資源学研究科, 助教 (50746782)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード石油増進回収法 / 鉱物ナノ粒子 / 濡れ性 / 資源開発 / 流体挙動 / マイクロ流路モデル / シリカナノ粒子
研究開始時の研究の概要

シリカナノ粒子を用いた石油増進回収技術は,環境調和性が高く,石油の効率的生産に関わる強みが報告されているものの,油層条件下での流体挙動には不明瞭な点も多い。本研究では,油層条件を想定して,ナノ粒子の安定性評価,コア掃攻試験による増油効果および圧力挙動測定,岩石表面の濡れ性および油水間の界面張力測定を行うことで,シリカナノ粒子を用いた石油増進回収技術の増油機構および油層適用条件を明らかにする。また,マイクロ流路モデルを用いて流体挙動の可視化を行うことで,シリカナノ粒子による増油機構の実態解明を目的とする。

研究成果の概要

シリカナノ粒子含有塩水を石油貯留層に圧入して油回収率を増加させる手法において、増油機構の実態解明を目的とし、岩石コアを用いた掃攻試験や濡れ性改質評価、マイクロ流路モデルを用いた多孔質媒体中での流体挙動の可視化実験等を実施した。シリカナノ粒子による増油機構としては孔隙表面の濡れ性が強い水濡れ性にシフトしたことが主要因であり、ナノ粒子が油-水-岩石間に侵入したことによる岩石表面への吸着層形成および分離圧の上昇による油剥離の影響によるものであることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シリカナノ粒子を用いた石油増進回収技術は環境調和性に優れ、費用対効果の高い手法の一つである。岩石中でのシリカナノ粒子および油・水挙動を明らかにすることは、数値シミュレーションモデルの構築、延いてはフィールドスケールでの油生産の効率化に繋がる。またマイクロ流路モデルを用いた流体挙動の直接観察システムの構築を図ることで、地下条件を想定した不均質な多孔質媒体中での混相流挙動の評価技術向上となることも期待される。石油生産技術は、地下深部に存在する流体資源(水・油・ガス)開発における共通基盤技術であるため、温室効果ガス削減を目的としたCO2地下貯留の効率化に向けても重要となる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] チュラロンコン大学/カセサート大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] チュラロンコン大学/カセサート大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] チュラロンコン大学/カセサート大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Experimental Performance Evaluation and Optimization of a Weak Gel Deep-Profile Control System for Sandstone Reservoirs2024

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Abe, Khwaja Naweed Seddiqi, Jirui Hou, Hikari Fujii
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 9(7) ページ: 7597-7608

    • DOI

      10.1021/acsomega.3c10244

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Carbon Dioxide Injection on Limestone Permeability Damage Induced by Alumina Nanoparticles for Enhanced Oil Recovery Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Ragheed Alali, Kazunori Abe, Khwaja Naweed Seddiqi, Hikari Fujii
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 13(13) 号: 13 ページ: 7446-7446

    • DOI

      10.3390/app13137446

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Investigation of the Effects of the Sizes and Concentrations of SiO<sub>2</sub> Nanoparticles on Wettability Alteration and Oil Recovery2023

    • 著者名/発表者名
      Abe Kazunori、Negishi Keisuke、Fujii Hikari
    • 雑誌名

      Energy & Fuels

      巻: 37(10) 号: 10 ページ: 7122-7129

    • DOI

      10.1021/acs.energyfuels.3c00415

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Increasing Recoverable Oil in Northern Afghanistan Kashkari Oil Field by Low-Salinity Water Flooding2023

    • 著者名/発表者名
      Mahdi Zabihullah、Abe Kazunori、Seddiqi Khwaja Naweed、Chiyonobu Syun、Fujii Hikari
    • 雑誌名

      Energies

      巻: 16 号: 1 ページ: 534-534

    • DOI

      10.3390/en16010534

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Waterflooding Technique to the Kashkari Oilfield in the North Part of Afghanistan2021

    • 著者名/発表者名
      Zabihullah Mahdi, Kazunori Abe, Khwaja Naweed Seddiqi, Hikari Fujii
    • 雑誌名

      Atlantis Highlights in Chemistry and Pharmaceutical Sciences

      巻: -

    • DOI

      10.2991/ahcps.k.211004.018

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Study on the Effect of Oil Recovery and Transportability Through the Rock Core Using SiO2 Nanoparticles Fluid for Sandstone2021

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Abe, Taisuke Inomata, Shigemi Naganawa, Hikari Fujii
    • 雑誌名

      Atlantis Highlights in Chemistry and Pharmaceutical Sciences

      巻: -

    • DOI

      10.2991/ahcps.k.211004.001

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機械学習を用いた相対浸透率推定とコアフラッドシミュレーション2024

    • 著者名/発表者名
      アルアリラギード,阿部一徳,藤井光
    • 学会等名
      令和6年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Decision-Making Technique for Water Shutoff Using Random Forests and its Application in High Water Cut Reservoirs2023

    • 著者名/発表者名
      Khwaja Naweed Seddiqi, Kazunori Abe, Jirui Hou
    • 学会等名
      2nd Edition of International Conference on Oil, Gas, and Petroleum Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of the performance of low-salinity water flooding on oil recovery for sandstone reservoirs in Northern Afghanistan Kashkari oil field2023

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Abe, Khwaja Naweed Seddiqi, Katsuaki Fujii, Hikari Fujii
    • 学会等名
      2nd Edition of International Conference on Oil, Gas, and Petroleum Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimization and Performance Evaluation of a Polymer Gel Plugging Profile Control System on High Water-Cut Reservoirs2023

    • 著者名/発表者名
      Khwaja Naweed Seddiqi, Kazunori Abe
    • 学会等名
      42nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of size and concentration of silica nanoparticles on wettability alteration and oil recovery2023

    • 著者名/発表者名
      Ragheed Alali, Kazunori Abe, Keisuke Negishi, Hikari Fujii
    • 学会等名
      令和5年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 疎水性マイクロ流路モデルを用いた濡れ性改質効果の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      三浦康平, 阿部一徳, 藤井光
    • 学会等名
      令和5年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] アフガニスタン北部Kashkari 油田における低塩分濃度水攻法の適用性評価2023

    • 著者名/発表者名
      藤井克旭, 阿部一徳, セーデキカワジャナウィード, 藤井光
    • 学会等名
      令和5年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 低塩分濃度水攻法における水相成分に基づく濡れ性改質メカニズムの検討2022

    • 著者名/発表者名
      髙岡 由貴, 阿部 一徳, 藤井 光, 長縄 成実
    • 学会等名
      令和4年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Water-Based Oil Recovery Technique on Sandstones of Kashkari Oil Field in Northern Afghanistan2022

    • 著者名/発表者名
      Zabihullah Mahdi, Kazunori Abe, Khwaja Naweed Seddiqi, Shigemi Naganawa, Hikari Fujii
    • 学会等名
      令和4年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 炭酸塩岩を対象とした SiO2 ナノ粒子分散液による濡れ性改質メカニズムの検討2022

    • 著者名/発表者名
      根岸 慶輔, 阿部 一徳, 藤井 光, 長縄 成実
    • 学会等名
      令和4年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of pH on The Transportability of Al2O3 Nanoparticles in Carbonate Rocks for EOR application2022

    • 著者名/発表者名
      Ragheed Alali, Kazunori Abe, Taisuke Inomata, Shigemi Naganawa, Hikari Fujii
    • 学会等名
      令和4年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 粒子径の異なる SiO2ナノ粒子分散液による濡れ性改質作用の検討2021

    • 著者名/発表者名
      根岸 慶輔,阿部 一徳
    • 学会等名
      第51回石油・石油化学討論会(函館大会)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 低塩分濃度水攻法における圧入水の塩構成およびpHが炭酸塩岩コアの濡れ性および圧力挙動に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      髙岡 由貴, 阿部 一徳
    • 学会等名
      第51回石油・石油化学討論会(函館大会)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 砂岩中の粘土鉱物が SiO2ナノ粒子の透過性および油置換効率に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      猪俣 泰祐, 阿部 一徳
    • 学会等名
      第51回石油・石油化学討論会(函館大会)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Waterflooding Technique to the Kashkari Oilfield in the North Part of Afghanistan2021

    • 著者名/発表者名
      Zabihullah Mahdi, Kazunori Abe, Khwaja Naweed Seddiqi, Hikari Fujii
    • 学会等名
      5th International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resources
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental study on the effect of oil recovery and transportability through the rock core using SiO2 nanoparticles fluid for sandstone2021

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Abe, Taisuke Inomata, Shigemi Naganawa, Hikari Fujii
    • 学会等名
      5th International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resources
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 炭酸塩岩を対象としたSiO2ナノ粒子による増油効果への影響及び岩石透過性の評価2021

    • 著者名/発表者名
      根岸 慶輔, 阿部 一徳, 藤井 光, 長縄 成実
    • 学会等名
      令和3年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 低塩分濃度水攻法における圧入水のイオン成分及びpHが炭酸塩岩コアの濡れ性に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      髙岡 由貴, 阿部 一徳, 藤井 光, 長縄 成実
    • 学会等名
      令和3年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SiO2ナノ粒子を用いた石油増進回収における砂岩中の粘土鉱物がSiO2ナノ粒子の透過性に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      猪俣 泰祐, 根岸 慶輔, 阿部 一徳, 藤井 光, 長縄 成実
    • 学会等名
      令和3年度石油技術協会春季講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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