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A New Chemical Stimulation Method for Geothermal Reservoirs: Selective Mineral Dissolution with Environmentally Friendly Chelating Agents

地热储层化学增产新方法：环保螯合剂选择性溶解矿物

基本信息

批准号：
22H02015
负责人：
渡邉則昭
金额：
$ 11.32万
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：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02015/
关键词：
地熱貯留層化学的刺激法キレート剤

项目摘要

高温ではあるものの浸透性が低い地熱貯留層を地熱発電に利用できるよう造成するためには，井戸を通じて貯留層の岩石を刺激し，高浸透性き裂網を形成する必要がある。そこで研究代表者らは最近，環境調和型キレート剤による選択的鉱物溶解を利用した新化学的刺激法を発明した。しかし，なぜ，一部の鉱物の溶解に起因して，大きな浸透性の増加が生じるのかという問いに対する明確な答えが存在せず，新化学的刺激法の有効性や課題を完全には明らかにできていない。本研究は，地熱貯留層条件下での岩石へのキレート剤流通実験を実施することで，選択的鉱物溶解と浸透性の増加の特徴を把握し，浸透性増加のプロセスを解明することを目的とする。また，新化学的刺激法の有効性や課題を明確にし，その課題に対する解決策を検討することも目的とする。本年度は，花崗岩における黒雲母の選択的溶解および浸透性増加のpH依存性を調査した。その結果，以下の2段階プロセスで浸透性の増加が生じることが明らかになった。つまり，まず，黒雲母が溶解することで孔隙が形成され，この孔隙を連結する流路の流動抵抗が低下し，卓越流路が形成される。その後，キレート剤は，程度の差はあるものの多種類の鉱物に対して溶解促進効果を持つため，卓越流路の幅が拡大し，浸透性が増加するというプロセスである。またこのプロセスに基づいて，浸透性の増加のための最適pHは単一のpHではなく，黒雲母の溶解による孔隙形成に適した弱酸性のpHと，キレート剤では達成できない石英の溶解促進に適したアルカリ性のpH（例えば，pH 4とpH 8）の組み合わせであることを明らかにした。加えて，花崗岩以外の岩石に対しても新化学的刺激法が適用可能であることを見出し，CO2の地中貯留および鉱物固定に関する特許を出願した。

High temperature, low permeability, geothermal storage layer, geothermal power, utilization, high temperature, low permeability, and high temperature.めには, Ito を pass じて storage layer の rock を stimulation し, high permeability き crack network を formation する necessary がある. The representative of そこで research らは Recently, the environment-friendly キレート剤によるselected 鉱substance dissolution and utilization of した new chemical stimulation method を発明した.しかし, なぜ, a part of the の鉱物の dissolve に cause して, large きな permeability の increase plus 生じるのかという ask いに対The existence of the new chemical stimulation method is clear, and the effectiveness of the new chemical stimulation method is completely clear. In this study, under the condition of geothermal reservoir, the flow rate of the rock in the geothermal reservoir was determined. The special features of the substance dissolution and permeability are increased, and the permeability is increased and the purpose of the increase in permeability is explained.また, the validity of the new chemical stimulation method is clearly defined, and the solution to the problem is determined and the purpose is discussed. This year, we investigated the pH dependence of granite and black mica on dissolution and increased permeability. As a result, the following 2 stages of permeability are added and the raw materials are produced.つまり, まず, black mica is dissolved, pores are formed, pores are connected, flow resistance is reduced, and excellent flow paths are formed. After その, キレート剤は, the degree of difference はあるもののmany kinds of の鉱物に対して dissolution promoting effect The effect is good, the excellent flow path is large, and the permeability is high.またこのプロセスにbased づいて, permeability のincreased のためのoptimal pH は単一のpH ではなく, black mica のdissolution pore shape It is a weakly acidic のpHと, and it is a キレート剤ではできないquartz dissolution promotion にsuitable したアルカリ性のpH (example えば, pH 4とpH 8)の合み合わせであることを明らかにした. The new chemical stimulation method can be applied to rocks other than granite and can be used to store CO2 in the ground.