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Development and risk assessment of new geothermal development by supercritical CO2 fracturing

超临界CO2压裂新地热开发的开发及风险评估

基本信息

批准号：
20H02676
负责人：
鈴木杏奈
金额：
$ 10.82万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02676/
关键词：
フラクチャリング CO2利用地熱開発マイクロ流路

项目摘要

注入流体を超臨界流体(超臨界CO2、超臨界水)としたフラクチャリングでは、3次元的な細かいき裂ネットワークが形成されることが実験的に示されており、地熱開発に理想的な貯留層を造成し、かつ、CO2を地下に注入することで温室効果ガス削減に貢献できると考えられる。本研究では、流動-破砕連成モデルを用いてミクロスケールでの破砕メカニズムを解明し、フィールドスケールの貯留層造成シミュレーションを開発する。また、CO2還元に伴うリスク等を合わせて検討し、フラクチャリングのための最適な注入条件のデザインを行う。当該年度では，シミュレータ開発、流路作成、流動実験装置のセットアップ、予備実験、流動実験装置による流動実験を行った。シミュレータの開発では，昨年度作成した2Dのミクロスケールの流動-破砕連成モデルから、アップスケールしたモデルへと展開し、フィールドスケールの破砕挙動を表せるシミュレータを開発した。シミュレーション結果では、従来の水を用いた破砕の場合は、2次元的なき裂のみが発生するのに対して、超臨界流体の場合は、3次元的な細かいき裂ネットワークが発生することによって、従来よりも破砕領域を広げられる可能性を示すことができた。また、物性値パラメータの感度解析を実施することによって、3次元的な細かいき裂ネットワークが形成される条件を明らかにした。この結果は、超臨界水によるフラクチャリングによって、フィールドスケールでも効果があることを示している。

Injected fluids are supercritical fluids (supercritical CO2, supercritical water) and contribute to the formation of three-dimensional fine cracks. The ideal reservoir layer for geothermal development is created and CO2 is injected underground. In this study, the flow-flow system was developed to understand the flow-flow system of the reservoir layer. The optimal injection conditions for CO2 and CO2 are discussed. During the year, the development of the system, the creation of the flow path, the installation of the flow control device, the preparation of the equipment, and the operation of the flow control device were carried out. The development of the system was completed in 2005. The flow of the system was connected to the development of the system. The system was developed in 2D. The results of this study show that the probability of occurrence of supercritical fluid in the 2-D and 3-D environments is higher than that in the 2-D environments. The sensitivity analysis of physical properties is carried out under the following conditions: The results are as follows: