CO2地中貯留における地化学反応を考慮した長期的なCO2流動特性に関する研究

考虑地球化学反应的CO2地下封存长期CO2流动特性研究

• 批准号: 22K14325
• 负责人: 本田 博之
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14325/
• 关键词: CO2地中貯留; 砂岩; 玄武岩; 弾性波トモグラフィ; 長期間の注入実験; 地化学反応; 長期挙動; 浸透率

CO2地中貯留における，貯留層の安全性や圧入性（経済性）を評価するうえで，長期間に渡るCO2の流動特性の把握が不可欠である。貯留層では，地層水－岩石―CO2が互いに地化学反応を起こし，空隙構造へ影響を与えていると予想されるが，詳しいメカニズムは明らかになっていない。そこで，本研究は空隙構造や鉱物組成の異なる複数の岩石に対し，連続フローを導入した長時間のCO2注入実験において，地化学反応が貯留層へ与えるCO2流動特性への影響を明らかにする。2022年度は，本研究で使用するCO2注入実験システムの開発とCO2との反応性が低い国内産の砂岩へのCO2注入実験を実施した。具体的には，①弾性波を取得するための機器の整備や計測システムの開発，②貯留層の条件を再現した長時間のCO2注入実験，③弾性波トモグラフィによる試験体の弾性波速度分布の分析となっている。①に関しては，MATLABによる弾性波システムの開発を実施するとともに，試験体のセンサー配置を工夫することで，試験体のCO2注入方向における弾性波を64箇所計測できるような仕様とした。①で開発したシステム用いて，②においてCO2が超臨界状態となる温度・圧力を再現し，1,000時間を超える注入実験を実施した。また，実験中に取得した弾性波のデータから，弾性波トモグラフィ（地層科学研究所：Geo-Tomography）による弾性波速度分布も把握可能となった。これまで，長時間のCO2注入実験において，連続して弾性波を取得した例はないことから有用な成果であるといえる。

CO2 in retention に お け る, retention layer の security や 圧 into sex (経 済) を review 価 す る う え で, long-term に cross between る CO2 flow characteristics の の masters が cannot owe で あ る. Retention layer で は, formation water - rock - CO2 が mutual い に to chemical anti 応 を up こ し, space structure へ influence を and え て い る と to think さ れ る が, detailed し い メ カ ニ ズ ム は Ming ら か に な っ て い な い. そ こ で, this research gap は tectonic や 鉱 content composition の different な る plural の rock に し seaborne, even 続 フ ロ ー を import し た の CO2 injection for a long time be 験 に お い て, to chemical anti 応 が へ retention layer and え る CO2 flow characteristics へ の influence を Ming ら か に す る. 2022 annual は, this study use で す る CO2 injection be 験 シ ス テ ム の open 発 と CO2 と の anti 応 sex low が い domestic の sandstone へ の CO2 injection be 験 を be applied し た. Specific に は, (1) wave を 弾 sex made す る た め の の machine servicing や measuring シ ス テ ム の 発, (2) the retention layer を の condition reappearance し た の CO2 injection for a long time be 験, (3) 弾 sex wave ト モ グ ラ フ ィ に よ る の test body analysis of the wave velocity distribution の 弾 と な っ て い る. 1) に masato し て は, MATLAB に よ る 弾 sex wave シ ス テ ム の open 発 を be applied す る と と も に, test body の セ ン サ ー configuration を time す る こ と で, test body の CO2 injection direction に お け る 弾 sex wave を measuring by 64 で き る よ う な shi others と し た. 1) open で 発 し た シ ス テ ム with い て, (2) に お い が て CO2 supercritical state と な る temperature, pressure し を reproduction, 1000 time を え る injection be 験 を be applied し た. ま た, be in に 験 し た 弾 sex wave の デ ー タ か ら, 弾 sex wave ト モ グ ラ フ ィ (stratigraphic science institute: Geo - Tomography) に よ る 弾 sex wave velocity distribution も master may と な っ た. こ れ ま で, long の CO2 injection be 験 に お い て, even 続 し て 弾 sex wave を obtain し た example は な い こ と か ら な useful results で あ る と い え る.

项目成果

Monitoring Flow Behavior of Supercritical CO2 in Porous Sandstones with Different Permeability by P-wave Velocity

纵波速度监测超临界CO2在不同渗透率多孔砂岩中的流动行为

• 发表时间: 2022
• 作者: Hiroyuki Honda;Hiroyuki Yagi;Yasuhiro Mitani
• 通讯作者: Yasuhiro Mitani