メタンハイドレート開発のためのCO2ハイドレートを利用した浸透特性改質の研究

CO2水合物渗透性能改造用于甲烷水合物开发的研究

• 批准号: 21656229
• 负责人: 伊藤 高敏
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21656229/
• 关键词: 海洋資源; 資源開発工学; 大深度地下; 天然ガス

日本近海の深海底面下にあるメタンハイドレート(MH)が天然ガス代替エネルギーとして期待されている.MH層にフラクチャーを導入できれば,刺激の負荷とメタンガスの生産を効率よく実施できるはずである.しかし,MH層ではフラクチャー表面からの逸水が大きく,フラクチャーを十分に大きくすることが容易ではないことが予想される.一方,MHが存在する温度・圧力環境ではCO2もハイドレート化を起こす.本研究では、この性質を利用してフラクチャー面からの逸水を抑制する可能性を検討した.昨年度には,噴霧ノズルを用いることで微粒状のCO2を分散させた水(CO2エマルション)を作成できること,また,そのエマルションを適当な温度・圧力環境に置くことでCO2ハイドレートが形成され,攪拌を行えば十分間程度の短い時間でハイドレートの形成が起こることを明らかにした.それを踏まえて本年度では,エマルションを多孔質体に圧入したときの挙動を調べる室内実験を行った.そこで,圧入に必要な量のエマルションを作成するための装置,ならびに,そのエマルションを円柱状多孔質体に開けた坑井に圧入するための装置を作製した.実験の結果,水を流しただけでは何も変化が起きなかったのに対して,エマルションを流した場合には,攪拌や保持時間を要すことなく,流量一定の条件でも注入圧が徐々に大きくなっていくことがわかった.この現象は,発生したCO2ハイドレートが多孔質体の間隙を埋め,浸透率を低下させたことで起きたものと考えられる.これらのことから,CO2ハイドレートによってフラクチャー面からの逸水を抑制できる可能性が明らかとなった.

甲烷水合物（MH）位于日本附近海底的海底下方，预计将是天然气的替代能源。如果可以将断裂引入MH层，则应该有可能有效执行刺激载荷和甲烷气体产生。但是，在MH层中，裂缝表面的水很大，因此预计使裂缝足够大并不容易。同时，在存在MH的温度和压力环境中，CO2也可以水合。在这项研究中，我们研究了使用该特性抑制裂缝表面水的可能性。去年，我们可以创建水（二氧化碳乳液），在其中分散细粒度的二氧化碳，使用喷嘴，并且可以通过将乳液放置在适当的温度和压力环境中来形成二氧化碳水合物，如果搅拌，它的短时间很短。据揭示了出现水合物的形成。基于这一点，在今年，进行了一个室内实验，以检查被压入多孔物体时的乳液行为。因此，创建了一种设备，以创建压制拟合所需量的乳液，以及将乳液压入圆柱体多孔身体打开的设备。该实验表明，尽管仅通过流水而没有发生任何变化，但在流动乳液时，即使在恒定的流动条件下，注射压力也会逐渐增加，而无需搅拌或保持时间。当产生的二氧化碳水合填补多孔体之间的间隙并降低渗透性时，这种现象被认为发生了。从这些结果中可以看出，二氧化碳水合物可以抑制裂缝表面的水。