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

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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。