研究課題
多孔質内の流体置換現象は，石油回収やCCSなどでみられる非常に重要な分野である．しかし多孔質内での流体の挙動は複雑であり，いまだ解明されていない点が多い．流速が遅い場合，毛管力が支配的となり，置換現象は複雑な空隙構造に依存する．このような過程を記述したモデルとして，インベージョンパーコレーション理論（IP理論）が提唱されている．一方デジタルロックフィジックスでは，実岩石をマイクロX線CTで撮影し，得られた空隙構造に対して数値シミュレーションを行うことが提唱されている． IPを2回行う手法(Double IP)によって二酸化炭素地下貯留技術における残留ガストラップの過程を計算できる．実際の岩石のCT画像を用いてDouble IPを行うことで，各岩石の多孔質ネットワークの特性と残留ガストラップの関係を分析することを目的として研究を行った．ベレア砂岩，多胡砂岩，琉球石灰岩はべき乗則に従うスケールフリー性を持つネットワークであり，火山岩とガラスビーズの配位数分布はべき乗則に従わず，中でも火山岩はランダム・グラフとの類似性があることが分析で示された．各サンプルに対してDouble IPによって二酸化炭素の初期飽和率に対する残留飽和率を計算し，Double IPが残留ガストラップの定量的な評価を行えることを示した．また単純格子ネットワークにランダムにスロートを追加した結果，平均頂点間距離が減少すること，1回目IPの二酸化炭素飽和率は平均頂点間距離に比例すること，スロートの追加でIP開始前の飽和率が保存されやすくなることが分かった．実岩石のスロート追加の計算ではベレア砂岩と多胡砂岩，火山岩とガラスビーズの特性がそれぞれ類似していた．琉球石灰岩はスロートの追加の影響が少なく，ポアの直径が他岩石より幅広く分布していることが関係していると推測される．
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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