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

• 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

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 で は あ る も の の が soak low い を geothermal heat retention layer に 発 electricity use で き る よ う caused す る た め に は, well opens を tong じ て の rock を stimulate し retention layer, high penetration き crack network を form す る necessary が あ る. そ こ で research representatives ら は recently, environmental type harmonic キ レ ー ト tonic に よ る sentaku 鉱 things dissolve を using し た new chemical stimulation method を 発 Ming し た. し か し, な ぜ, a の 鉱 content の dissolved に cause し て, big き な の raised が requirement by soak raw じ る の か と い う asked い に す seaborne る な clear answer え が exist せ ず, new chemical stimulation method の have sharper sex や project を completely に は Ming ら か に で き て い な い. は, retention layer under the condition of the heat of the で の rock へ の キ レ ー ト tonic circulation be 験 を be applied す る こ と で, sentaku 鉱 things dissolve と の raised の special requirement by soak 徴 を grasp し, rights and soak の プ ロ セ ス を interpret す る こ と を purpose と す る. ま た, new chemical stimulation method の have sharper sex や project を clear に し, そ の subject に す seaborne る solving strategy を beg す 検 る こ と も purpose と す る. This year, the investigation on the solubility および permeability increase <s:1> pH dependence を of granite における black mica flux selected for 択 was conducted on <s:1> た. Youdaoplaceholder0 そ as a result, the following <s:1> second-order プロセスで permeability <e:1> increases が life じる じる とが とが ら ら になった になった. つ ま り, ま ず, black mica が dissolved す る こ と で pore が form さ れ, こ の pore を link す る flow の low flow resistance が し, excellent flow が form さ れ る. After そ の キ レ ー ト tonic は, poor degree の は あ る も の の variety の 鉱 content に し seaborne て dissolved promote unseen fruit を hold つ た め, excellent flow の が picture company, big し, soak が raised plus す る と い う プ ロ セ ス で あ る. ま た こ の プ ロ セ ス に base づ い て, soak の raised plus の た め の optimum pH は 単 a の pH で は な く, black mica の dissolved に よ る pore forming に optimum し た weakly acidic pH と の, キ レ ー ト tonic で は reached で き な い dissolved quartz の promote に optimum し た ア ル カ リ sex の pH (example え ば, pH 4とpH 8) the み group わせである わせである とを Ming ら に に た た. Add え て, outside の granite rock に し seaborne て も が new chemical stimulus law may で あ る こ と を see し, CO2 の in retention お よ び 鉱 content fixed に masato す る を out special し た.

项目成果

超高温地熱環境における花崗岩の孔壁破壊実験

超高温地热环境下花岗岩孔壁断裂实验

• 发表时间: 2022
• 作者: 後藤 遼太;PRAMUDYO Eko;坂口 清敏，渡邉 則昭，吉岡 慶太，PARISIO Francesco
• 通讯作者: 坂口 清敏，渡邉 則昭，吉岡 慶太，PARISIO Francesco

UFZ/TU Bergakademie Freiberg(ドイツ)

UFZ/TU Bergakademie Freiberg（德国）

岩石中の金属成分溶解方法、地中への二酸化炭素貯留方法、および二酸化炭素固定方法

溶解岩石中的金属成分的方法、将二氧化碳储存在地下的方法以及固定二氧化碳的方法

• 发表时间: 2023

酸性およびアルカリ性GLDA 溶液を使用した流通実験における安山岩中の鉱物の溶解速 度の決定

使用酸性和碱性 GLDA 溶液测定流动实验中安山岩中矿物质的溶解速率

• 发表时间: 2022
• 作者: 大橋 史弥;郷右近 展之;岡田豪，篠崎健二，柳田健之，南戸秀仁;サララルイス，渡邉則昭，土屋範芳
• 通讯作者: サララルイス，渡邉則昭，土屋範芳

火山岩地熱貯留層のCO2フラクチャリング

火山岩地热储层CO2压裂

• 发表时间: 2022
• 作者: 五十嵐 直樹;渡辺 寧;瀬野 洸太朗;越後 拓也,青木 翔吾;詫間康平，坂口 清敏，渡邉 則昭，大里 和己，寺井 周
• 通讯作者: 詫間康平，坂口 清敏，渡邉 則昭，大里 和己，寺井 周