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2021 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 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
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
研究実績の概要

今年度は,まず,難透過性砂岩への超臨界CO2注入実験において,弾性波計測システムを改良し,岩石の2次元断面全体の弾性波速度をモニタリングを行い,CO2注入に伴う弾性波速度の経時変化を明らかにする。さらに,CO2注入実験後に水注入実験を行い残留ガストラップの評価を実施する。さらに,元素分析や文献査から,難透過性砂岩における4つのCO2貯留形態を明らかにする。その結果,以下のことが明らかとなった。
(1)CO2を長時間注入することで,CO2流路は複数回拡幅すると推測される。(2)試験体上部ほどCO2は多く侵入するが,排出面付近は難透水層の層厚が薄いために,CO2が透過して,CO2飽和度が低くなる。(3)CO2は,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。(4)CO2が貯留された岩石に水注入して,定常流になったとき,排出面付近を除いた試験体のCO2飽和度分布は均一になる。(5)注入された水は,残留ガストラップされたCO2を避けて試験体内を侵入し,水の流路のCO2飽和度を均一にする。(6)難透過性砂岩のCO2貯留形態は,構造トラップ0.068:残留がストラップ0.0881:溶解トラップ0.051の割合となる。
以上のことから難透過性砂岩は,多くのCO2を残留ガストラップにより保持することが可能であることがわかり,長期的なCO2地中貯留に際し,保持されたCO2と地下水との地科学的な反応に期待できることから,より多くのCO2が安全に地下固定できることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1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/m96d5b8d33.3

    • 査読あり
  • [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

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公開日: 2023-12-25  

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