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2018 年度 実績報告書

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 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), 准教授 (40305008)
北村 圭吾  九州大学, カーボンニュートラル・エネルギー国際研究所, 助教 (60618825)
池見 洋明  九州大学, 工学研究院, 助教 (90380576)
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)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード炭酸ガス地中貯留 / 透過特性
研究実績の概要

1) 実験装置の改良および改修については,前年度から整備している実験装置の改良を行った。具体的には,セルの寸法変更,恒温室の改良,連続フローシステムの開発と導入を行い,長時間の透過実験を安定した環境下で行うことができるようになった。
2) 実験装置の確認試験については,改良した実験装置を用いて,1200時間におよぶ確認実験を行った。実験では,ベレア砂岩を用いて,段階的に注入量を増加させる実験を行い,実験中の温度変化を±0.1°の範囲に押さえることを確認するとともに,連続フローシステムが正常に稼働することを確認した。
3) CTによる貯留メカニズムの検討については,対象としている相浦砂岩の空隙幸造をμフォーカスX線CTスキャナー画像解析で明らかにし,既知の空隙構造を持つ複数の岩石試料に対して空気および液体CO2 の置換実験を実施した。本研究ではまず,μフォーカスX線CT画像データから岩石内部での水-空気および水-CO2 の置換の割合を示す置換率を求める方法を確立した。さらに,空気は大気圧下において,CO2 については 7MPa の封圧下で置換実験を実施した。その結果,いずれの場合も平均置換率は40%~50%とほぼ同様の結果が得られたものの,同じ岩石試料を用いた水-空気および水-CO2 の置換実験であっても,内部での置換の分布は,封圧の違いにより大きく異なっていることがわかった。
4)CO2透過・貯留・溶解・固定化モデルの開発については,間隙分布モデルの構築による,基礎的な検討を行い,モデルの開発に関する調査研究を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実験装置の改良がほぼ終了し,次年度以降には,幾つかの実験を行えるようになった。現在,対象とする岩石の選定を行っており,これが決まり次第メカニズム解明おための実験を実施する予定である。また,CTによる構造の分析とメカニズムとの関連性に関する研究を引き続き実施するとともに,数値モデルの構築についての検討を継続する予定である。

今後の研究の推進方策

CO2の透過特性について,実験的なアプローチを先行的に実施する予定である。解析モデルの構築に際しては,実験結果の蓄積が必要であることから,これについては,基礎的な検討を継続して進める予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Verification of the Inhibitory Effect of the Aquo-Siloxane Method on Material Migration in Porous Rock using the ?-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 ページ: 1731-1738

    • DOI

      https://doi.org/10.2320/matertrans.M-M2018840

    • 査読あり
  • [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
  • [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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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」
  • [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
  • [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
  • [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
    • 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

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公開日: 2019-12-27  

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