| 研究課題/領域番号 |
25249131
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
石田 毅 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10232307)
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| 研究分担者 |
奈良 禎太 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00466442)
陳 友晴 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (80293926)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 二酸化炭素排出削減 / 資源開発工学 / 水圧破砕 / 岩盤 / 破壊 / Acoustic Emission / 微小地震 / 地殻・マントル物質 |
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| 研究概要 |
地球温暖化の速効的対策であるCO2(二酸化炭素)地中貯留では，大量のCO2を岩盤内に効率よく圧入する必要がある．CO2を実際に圧入する地下深部ではその温度圧力条件からCO2は水の1/100～1/10の小さな粘性を有する超臨界状態となる.このような粘性の小さい流体の圧入が微小地震の発生や遮蔽性を期待するキャップロックの安定性に悪影響を与えないことを確認する必要がある．そこで本研究では研究代表者らのこれまでの室内CO2圧入実験の成果に基づき，自然状態の現地の岩盤を用いてCO2の圧入実験を行い，極めて小さい地震であるAE(Acoustic Emission：岩盤の微小破壊に伴う弾性波動)を観測して圧入によって生じる亀裂の特徴を調べ岩盤の安定性への影響を評価することを目的とする．
H26年度は関西電力黒部第3発電所の高熱隧道で超臨界CO2の圧入実験を，H27年度はJAEA(日本原子力研究開発機構)瑞浪超深地層研究所の常温の横坑で液体CO2の圧入実験を行う．これらのサイトは花崗岩質の岩盤であるが，現実のCO2地中貯留では堆積岩を貯留層とし，その上部に存在する透水性の低い頁岩に漏洩のバリア機能を期待することが多いため，最終年度のH28年度には釧路コールマイン坑内の頁岩層で実験を行う．このため，今年度は黒部地点での現地予備実験，釧路地点の現地調査，CO2供給装置の整備と高圧ガス使用に関する京都府への届け出作業を行うとともに，海外のシンポジウムや関連機関に出かけ，当該研究課題に関する情報収集を行った.
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| 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
本研究の目的である現地実験を行うためには，それぞれの地点の管理者と密接に打ち合わせ，事前に十分な協力体制を準備しておいていただく必要がある．H26年度実施予定の黒部地点は関西電力グループの管理であるため，グループ会社の(株)環境総合テクノスを通じて関西電力の了解を得，今年度は予備実験を行い現地実験の実現性を確認した．H27年度実施予定の瑞浪地点は，(独)日本原子力研究開発機構の瑞浪超深地層研究所の地下の調査坑道を使用するため，今年度は同機構の担当者と情報交換を行った．またH28年度実施予定の釧路地点は，釧路コールマイン(株)の海底下の坑道を使用するため，今年度は現地を訪問し現地調査を行った．また現地実験で使用するCO2供給装置の整備と高圧ガス使用に関する京都府への届け出作業を行うとともに，実験に使用するボーリングジグやAEセンサーを孔内に設置するマイクロジャッキを試作してその作動を確認センサーの確認を行った．さらに国内外のシンポジウムや関連機関に出かけ，当該研究課題に関する情報収集を行った．その結果，本研究は単にCO2地中貯留の安全性評価に有用なだけではなく，CO2を岩盤に破砕流体に使用することで北米やヨーロッパでさかんとなっているシェールガスの採掘技術しても利用価値があることがわかり，今後の研究展開の参考とすることとした．
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| 今後の研究の推進方策 |
すでに述べたように，H26年度は関西電力黒部第3発電所の高熱隧道で超臨界CO2の圧入実験を，H27年度はJAEA(日本原子力研究開発機構)瑞浪超深地層研究所の常温の横坑で液体CO2の圧入実験を行う．これらのサイトは花崗岩質の岩盤であるが，現実のCO2地中貯留では堆積岩を貯留層とし，その上部に存在する透水性の低い頁岩に漏洩のバリア機能を期待することが多いため，最終年度のH28年度には釧路コールマイン坑内の頁岩層で実験を行う．
すでに現地との打ち合わせや予備実験を行うとともに実験に使用する機器の整備も概ね終え，準備を着実かつ順調に進めている．しかし，現地実験では予期せぬ深刻なトラブルがしばしば発生するため，その際には適宜予定を変更することも必要と考えている．
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