デジタル岩石を用いた間隙流体挙動と弾性特性の関係解明によるモニタリング手法の開発

使用数字岩石阐明孔隙流体行为与弹性特性之间的关系，开发监测方法

• 批准号: 12J06048
• 负责人: 山邉 浩立
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J06048/
• 关键词: 二酸化炭素地中貯留; モニタリング; 格子ボルツマン法; 有限差分法; Hainesジャンプ; フィンガリング; 均質飽和; 部分飽和; デジタル岩石; 多孔質媒体; 多相流; 地震波速度; 波動シミュレーション; 二酸化炭素; 二酸化炭素地下貯留; 地球温暖化; 弾性波; 弾性波速度; 貯留量評価

本研究では(1)格子ボルツマン法及び(2)有限差分法による波動シミュレーションを用い、(1)地下岩石中でのCO2挙動への詳細な理解、及び(2)モニタリングで必要となるCO2挙動と地震波速度とのより精密な関係を議論した。(1)球状粒子をパッキングすることで得られた粒子充填モデルを岩石モデルとして用い、圧入圧力を変え格子ボルツマンシミュレーションを適用したところ、圧入圧力が高いケース(Case1)では、Viscous Fingeringが得られ、低いケース(Case2)ではCapillary FingeringとViscous Fingeringのクロスオーバーが見られた。この時平衡状態でのCO2飽和度を比較すると、Case1が95%、Case2が56%と大きな違いが見られた。当該研究では、後者における低飽和度の一因として、Hainesジャンプと呼ばれる間隙スケールでの現象を議論した。結果として、この間隙スケールでの現象がコアスケールでの飽和度に大きな影響を及ぼし得ることがわかった。(2)格子ボルツマンシミュレーションにより得られたCO2/水/固相分布に対し、有限差分法を用いた波動シミュレーションをおこなうことでCO2圧入に伴う地震波速度変化を議論した。結果として、飽和度が同じ場合に両者を比較すると、Case1ではCase2に比べ地震波速度が低くなることがわかった。本研究では、これを飽和状態の違いによるものと考えた。既往の研究から、波動の波長＞流体のバブルサイズとなるときには均質飽和と呼ばれ、地震波速度がより低くなることが知られている。Case1及び2でのCO2のバブルサイズを比較したところ、Case1の方がCase2に比べ、より小さいCO2バブルの形成が確認され、得られた結果と整合的となった。

In this paper, we discuss the application of the lattice method and finite difference method, the detailed understanding of CO2 motion in underground rocks, and the precise relationship between CO2 motion and seismic wave velocity. (1)Spherical particles are filled with particles, and the pressure is high.(Case 1) Viscous Fingering is low.(Case 2) Capillary Fingering and Viscous Fingering are low. The CO2 saturation of this time equilibrium state is compared to 95%, Case 1 to 56%, and Case 2 to 55%. While this study discusses the phenomenon of low saturation due to the latter, Haines 'gap between calls and calls is also discussed. The results show that the phenomenon of "gap" and "saturation" has great influence and influence on the quality of products. (2)The finite difference method is used to analyze the CO2/water/solid phase distribution and the CO2/water/solid phase distribution. The results are as follows: Case 1 is lower than Case 2 in seismic wave velocity. This study is an examination of the violation of this saturation state. Previous studies have shown that the wave length of the ratio is higher than that of the fluid, and the velocity of the seismic wave is lower than that of the homogeneous saturation. Case 1 and Case 2 are compared, Case 1 is compared, Case 2 is compared, Case 1 is compared, Case 1 is compared, Case 2 is compared, Case 1 is compared, Case 2 is compared, Case 1 is compared, Case 1 is compared, Case 2 is compared, Case 1 is compared, Case 1 is compared, Case 2 is compared, Case 1 is compared, Case 2 is compared, Case 1 is compared, Case 1 is compared, Case 2 is compared, Case 1 is compared, Case 1 is compared, Case 2 is compared, Case 1 is compared, Case 1

项目成果

Migration of supercritical CO2 in porous media under several PT conditions: Insight into CO2 saturation monitoring from elastic velocity and resistivity

几种 PT 条件下超临界 CO2 在多孔介质中的迁移：从弹性速度和电阻率洞察 CO2 饱和度监测

• 发表时间: 2012
• 作者: Tsuji;T.;Yamabe;H.;and Matsuoka;T.
• 通讯作者: T.

Two-phase lattice Boltzmann simulation study on flow pattern in a silty sand model,

粉砂模型中流型的两相格子玻尔兹曼模拟研究，

• 发表时间: 2012
• 作者: Yamabe;H.;Liang;Y.;Matsuoka;T.;and Tsuji;T.
• 通讯作者: T.

Patchy saturation and seismic velocity: Simulation study for migration of supercritical CO2 in porous media.

斑块饱和度和地震速度：超临界二氧化碳在多孔介质中运移的模拟研究。

• 发表时间: 2013
• 作者: H. Yamabe;T. Tsuji;and T. Matsuoka
• 通讯作者: and T. Matsuoka

LBM simulation for CO2 saturation monitoring from elastic velocity and resistivity : Migration of supercritical CO2 in porous media under several PT conditions

从弹性速度和电阻率监测 CO2 饱和度的 LBM 模拟：几种 PT 条件下超临界 CO2 在多孔介质中的迁移

• 发表时间: 2012
• 作者: Tsuji;T.;Yamabe;H.;Matsuoka;T.
• 通讯作者: T.