多孔質内超臨界二酸化炭素の流動現象解明に基づく長期安定型地下貯留の実現

基于阐明超临界二氧化碳在多孔材料中流动现象实现长期稳定地下储存

基本信息

批准号：
15710052
负责人：
末包哲也
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15710052/
关键词：
二酸化炭素地球温暖化地下貯留 MRI コア解析 CO_2 岩石飽和度

项目摘要

平成15年度においてMRIを用いた岩石内を流動する超臨界CO_2を直接可視化できることが明らかとなった.平成16年度はこれらの知見を基に,計測の高度化を行うとともに,計測結果を基に,定量的な解釈を試みた.第一に,平成15年度に用いたスピンエコー法による可視化手法を用いると計測時間が1分程度度と長くなり,時間分解能が足りなくなる.一方,円筒形の岩石コアに圧入されたCO_2は流れ水平面方向に均一であることが確認されている.よって,これを解決するために,スピンエコー法の中で,プロジェクション法と呼ばれる,水平面内にMR信号を積分して取得する方法を適用し,計測の高速化を図った.これにより,約10秒間隔でのデータの取得が可能となった.次に,地下900mに相当する高温高圧条件に置いて,CO_2の圧入過程をMRIを用いて計測した.これらのデータを基に,Goodfieldらが提案しているデータ解析手法の適用を行った.隔離したCO_2の長期挙動予測には漏洩を誘発する浮力の影響と漏洩を防ぐキャップロックの毛管圧の効果を正確に把握する必要がある.しかしながら,従来の計測方法ではこれらを独立して評価することが困難であった.本研究では,岩石内の任意の位置における飽和度をMRIにより時系列データとして取得することにより,これまでの手法では分離が困難であった,粘性,浮力,毛管圧の効果を区別して解釈することが可能であることを実験的に示した.

在2003年，可以直接将使用MRI流过岩石流过岩石的超临界CO_2可视化。在2004年，根据这些发现改进了测量，并根据测量结果尝试了定量解释。首先，使用2003年使用的自旋回波方法的可视化方法，测量时间将很长，大约1分钟，从而导致时间短。同时，将CO_2压入圆柱岩芯中已被确认在水平面方向上是均匀的。因此，为了解决此问题，应用了一种称为自旋回波方法的投影方法的方法来通过整合水平平面来获得MR信号，该水平平面用于提高测量速度。这允许数据收集大约10秒的间隔。这使得获得结果成为可能。接下来，在高温和高压条件相当于地下900 m的情况下，使用MRI测量了CO_2的压力注射过程。基于这些数据，Goodfield等人提出的数据分析方法。被应用了。为了预测孤立的CO_2的长期行为，有必要准确掌握浮力泄漏的效果，从而诱发泄漏和毛细管压力在帽锁中的效果，从而防止泄漏。但是，很难通过常规测量方法独立评估这些评估。在这项研究中，通过通过MRI作为时间序列数据在岩石中获得饱和度，我们通过实验表明，可以解释粘度，浮力和毛细管压力的影响，这很难用以前的方法分离。