非構造性帯水層への炭酸ガス地中貯留のメカニズム解明のための研究

研究阐明非结构化含水层二氧化碳地下储存机制

• 批准号: 16J05780
• 负责人: 本田 博之
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J05780/
• 关键词: CO2地中貯留; 低浸透率砂岩; 多相流; 超臨界CO2; 室内実験; 物理探査; Ｘ線CT; インベージョンパーコレーション; 難透水性堆積岩

2017年度は、低浸透率砂岩中の水（塩水）並びにCO2の透過・貯留特性の把握と、その再現を目的とし、室内実験とシミュレーションを実施した。まず、実験では、地下の温度・圧力条件下を再現し、岩石コア中のCO2流動に関するパラメータ（注入圧や飽和度）や力学特性パラメータ（歪み等）を測定した。また、 同時に、P波速度と電気インピーダンス測定による物理探査モニタリングを実施している。実験の結果、Drainage（排水過程）における岩石コア中の不均一なCO2流動や、その後の安定（定常）状態までのCO2挙動から、各フェーズに作用する影響の違いを明らかにした。さらに、低浸透率砂岩へのCO2注入で生じる高い注入圧は、CO2の注入と停止を繰り返すことで、飽和度が上昇し、注入圧が着実に下降することを確認した。この結果は、大量に存在する低浸透率砂岩が、注入のしにくさ（高い注入圧）からCO2地中貯留対象としては敬遠されがちな状況から、現実的な貯留対象としてカウントできることを示唆する。このことに加え、昨年度の成果（注入流量を上げることで、飽和度は着実に上昇する）から、適切な注入オペレーションにより低浸透率砂岩のCO2貯留ポテンシャルを十分に利用することができ、低浸透率砂岩が本来持ち合わせる高い貯留性と合わせて、安定的かつ経済的なCO2地中貯留が可能となるといえる。次に、実験にて確認された低浸透率砂岩中のCO2流動に関して、インベージョン（侵攻型）パーコレーションによる再現を試みた。シミュレーションは、X線CTスキャナにより把握した岩石コアの空隙分布マップに対して実施した。インベージョンパーコレーションによるDrainageのCO2浸透シミュレーションの結果、これまでの汎用シミュレータでは再現できなかったCO2の選択的な流路形成を描写することができ、今後の流路予測に繋がる成果となっている。

In 2017, the water in the low permeability sandstone (water) and the CO2 transmission and storage characteristics were grasped, and the purpose of the reproduction was the purpose of indoor application.まず, 実験では, をReproduction under underground temperature and pressure conditions, and CO2 flow in the rock コア中Measurement of するパラメータ (injection pressure や saturation) and mechanical properties パラメータ (distortion etc.).また、simultaneous に、P-wave velocity and electric インピーダンスmeasurement and physical exploration of モニタリングを実士している. The result of 実験の, Drainage (drainage process) におけるRock コア中の uneven なCO2 flow や, そのAfter the stable (steady) state, the CO2 is moved, and the effects of each action are violated.さらに、Low permeability sandstone へのCO2 injection でじるHigh injection pressure は、CO2 injection とstop Stop the pressure and return it, the saturation level will rise, and the injection pressure will drop and the pressure will drop to confirm. As a result, there is a large amount of sandstone with low permeability, and the injection is high (high injection pressure), and CO2 is stored underground.対肖としてはKingyuan されがちなconditionから, the current 実な毾徾徾としてカウントできることをshows 唆する.このことに加え, last year's results (injection flow を上げることで, saturation は実に上Rising water), suitable injection water for CO2 storage in sandstone with low permeability The ンシャルを十に utilizes the することができ, low permeability sandstone original holding ち合わせる高いThe storage properties are stable and the CO2 can be stored in the ground. Tsuji, 実験にて confirmed the flow of CO2 in low permeability sandstone,インベージョン (Invasion type) パーコレーションによるReappearanceをtrialみた. The シミュレーションは, Drainage The result of CO2 impregnation of the vacuum cleaner It reproduces the flow path formation and description of the selected CO2 CO2 and the future flow path prediction system and results.

项目成果

Experimental study on the measurements of electrical impedance and P-wave velocity of a low permeable rock core during the displacement of saturated brine by CO2 injection

CO2驱替饱和盐水过程中低渗透岩心电阻抗和纵波速度测量实验研究

• 发表时间: 2016
• 作者: 今里光紀;本田博之;三谷泰浩;池見洋明;北村圭吾;Hiroyuki Honda;Hiroyuki Honda
• 通讯作者: Hiroyuki Honda

Impact of the injection speed on CO2 saturation and pore pressure

注入速度对CO2饱和度和孔隙压力的影响

• 发表时间: 2017
• 作者: Keigo Kitamura;Hiroyuki Honda;Shinnosuke Takaki;Mitsunori Imasato;Yasuhiro Mitani
• 通讯作者: Yasuhiro Mitani

Experimental Study on CO2 Saturation of Low-Permeability Sandstone under Supercritical CO2 Injection

• DOI: 10.35840/2631-5033/1816
• 发表时间: 2018-06
• 期刊: International Journal of Earth Science and Geophysics
• 作者: Honda Hiroyuki;Kitamura Keigo;Ikemi Hiro;Mitani Yasuhiro

Measurement of electrical impedance and P-wave velocity of a low permeable sandstone core during the displacement of saturated brine by CO2 injection

CO2 驱替饱和盐水过程中低渗透砂岩岩心的电阻抗和纵波速度测量

• DOI: 10.1016/j.egypro.2017.03.1629
• 发表时间: 2017
• 期刊: Energy Procedia
• 作者: Hai Huy Nguyen Pham;Shintaro Hisatake;Igor V. Minin;Oleg V. Minin;and Tadao Nagatsuma;Hiroyuki Honda
• 通讯作者: Hiroyuki Honda

Monitoring CO2 penetration and storage in the low permeable sandstone

监测低渗透砂岩中的二氧化碳渗透和储存

• 发表时间: 2017
• 作者: Hiroyuki Honda;Keigo Kitamura;Mitsunori Imasato;Hiro Ikemi;Yasuhiro Mitani
• 通讯作者: Yasuhiro Mitani