Microsoft Word - 2.予備実験藤岡.doc

Size: px

Start display at page:

Download "Microsoft Word - 2.予備実験藤岡.doc"

はるまさありの
5 years ago
Views:

1 4. 二酸化炭素圧入予備実験について ( 財 ) 石炭エネルギーセンター資源開発部 CO2 炭層固定 CBM/ECBM グループ長藤岡昌司 1. はじめに経済産業省の二酸化炭素固定化有効利用技術等対策事業の一環として平成 14 年 8 月から開始した二酸化炭素炭層固定化技術開発は全体システムの実用化事業化を検討することを目的とした我が国で最初の CO 2 -ECBM 試験であり平成 19 年度を最後に終了する本事業によって我が国の炭層メタンガス開発や CO 2 炭層固定化開発に必要な基礎データが得られまた CO 2 -ECBM において克服しなければならない課題が明らかになった 2.ECBM メカニズムと特徴石炭の構造はクリートと呼ばれる天然亀裂とクリートを挟むマトリックスと呼ばれる非常に微細な空隙の集合体からなっているこのマトリックスの空隙により石炭は膨大な表面積を持ちガスの吸着剤となっている石炭層内のメタンガス ( 以下 CH 4 という ) は大部分がマトリックス内に吸着した形で貯留されている CH 4 はダルシー則に従って圧力勾配によってクリート内を移動し孔井から産出されるクリート内の CH 4 濃度 ( 圧力 ) が低下するとマトリックスに吸着している CH 4 は濃度勾配によってクリートへ移動 ( 拡散 ) する 198 年代の初頭において CH 4 産出が不活性ガスの炭層への圧入によって増進されるとの提案があったこれは石炭に貯留されている CH 4 量は全圧よりも CH 4 の分圧に依存すると言う原理に基づいている炭層へ圧入する不活性ガスとして窒素 ( 以下 N 2 という ) と二酸化炭素 ( 以下図 1 CO 2 -ECBM のメカニズム CO 2 という ) を使用した商業的 ECBM が 199 年代に米国サンファン炭田で実施された N 2 と CO 2 は CH 4 の分圧を低下させ CH 4 の生産レートと回収率の両方を増加させる吸着力の弱い N 2 はクリートを通じて素早く広い範囲へ拡散し早期の CH 4 増産効果をもたらすが吸着力が弱いため CH 4 と一緒に産出ガスに混入する CO 2 は吸着力が CH 4 より強いため CH 4 に替わってマトリックス内へ吸着貯留されるので産出ガスへの混入は極めて遅い時期となるこのため温暖化効果ガスである CO 2 を炭層へ吸着貯留させることができる図 1の CO 2 -ECBM のメカニズムにクリート内でのガス移動状況とマトリックス空隙に表面に吸着するガス状況を示している

2 3. 二酸化炭素圧入予備実験の概要本技術開発は環境総合テクノスが補助事業者となり石狩炭田にある夕張市で実施した JCOAL は実施体制の中で現場予備実験を担当し深度約 9m の炭層を対象とした CO 2 固定化と CH 4 産出試験を行った現場予備実験の概念は図 2 に示すように垂直孔井である圧入井 ( 以下 IW-1 という ) と CH 4 と炭層間隙水液化炭酸貯槽気化装置昇 CO 2 CH 4 図 2 現場予備実験概念を回収する傾斜孔井の観測井 ( 以下 PW-1 という ) の2 孔井からなっている 3.1 現場予備実験工程表 1に平成 14 年度のサイト選定から始まって平成 19 年度 1 月の埋孔作業で終了した現場予備実験の工程を示している 2つの孔井掘削後に主要な試験である圧入試験と産出試験を実施した表 1 予備実験工程下層 ( 炭層 ) 圧入井観測井揚水ホンフ H 2 O 気液分離器水タンク本層上層 ( 炭層 ) ( 炭層 ) C O C O C H CH H C H 4 2 O 4 4 CH 2 4 H 2 O 2 ガ試験内容サイト選定圧入井掘削観測井掘削コア試験キャニスター試験吸着特性試験孔井試験ハフパフ試験ガス産出試験 CO 2 圧入試験 N 2 圧入試験 N 2 ブレークスルーサーシフラック ( 水圧破砕 ) ステップレート試験埋孔作業年度地質概要試験対象となっている夕張夾炭層は古第表 2 地質層序三紀に属し夕張夾炭層の上位層である幌内層は全層均質な泥岩からなりキャップロックとして重要な役割を担っている IW-1 において3 炭層が確認された表 2に IW-1 における地質層序を示している炭層傾斜は約 25 度であり 3 層の見掛け総厚さは 1.5mになる試験評価を簡単にするために最下部の地層名分布深度 ( 区間長 ) 岩相幌内層. ~ 678.m 泥岩 (Cap rock) (678.m) 中粒砂岩 ~ 粗粒砂岩夕張層 678. ~ 916.2m (238.2m) 泥岩シルト岩極細粒砂岩 ~ 極粗粒砂岩石炭炭質頁岩黒色頁岩 ( 主要炭層 ) 上層本層下層 742. ~ m ~ 853.7m 89.8 ~ 896.3m 見掛厚 (1.75) 真厚 (1.52) 見掛厚 (2.5) 真厚 (2.35) 見掛厚 (6.22) 真厚 (5.64) 幌加別層 ~ 932.6m (16.4m) 灰色泥岩最も厚い下層 ( 見掛け厚さ 6.22m 正味厚さ 5.64m) を試験対象とした

3 3.3 孔井状況掘削孔径 IW-1 ケーシング径 ( ケーシンク挿入深度 ) 掘削孔径 PW-1 ケーシング径 ( ケーシンク挿入深度 ) GL.32m 12-1/4 孔 (311.2 mm ) 掘削深度 :6m 遮水セメント 9-5/8 (.86~58.2m) 9-5/8 12-1/4 孔 (311.2 mm ) 掘削深度 :~ 16.5m 遮水セメント 7 (.5~854.21m) 7 (.32~663.98m) 8-1/2 孔 (215.9 mm ) 掘削深度 :16.5~856m 掘削深度 : 42m 8-1/2 孔 (215.9 mm ) 掘削深度 : 667m 掘削長 3m 毎に 2 度傾斜コアリング 6-1/4 孔 (158.8 mm ) 掘削深度 :932.6m 4-1/2 (61.~932.6m) 図 3 掘削深度 :93m 垂直深度 :97.2m 最終傾斜 :24.17 ケーシングプロファイル掘削深度 :777m 傾斜終了 4-1/2 (864.9~ 927.5m) ストレーナ ~944.29m 864.9~916.51m IW-1 はセメンチング仕上げで炭層と孔井の導通を得るために炭層深度 m 間にパーフォレーションを打っている PW-1 の炭層部では約 24 度の傾斜掘削によって孔井が貫通されている PW-1 井での炭層部は裸坑仕上げでストレーナーを吊り下げた形で仕上げている図 3に2 孔井のケーシングプロファイルを示す観測井の位置は地形的な制約で IW-1 に最も近くて比較的平坦な場所となったが炭層を貫通する場所はブレークスルーに必要な CO 2 必要量を最小にし石炭のボーリング掘削面積を最大にするため傾斜孔井によって IW-1 の貫通炭層部から約 67m 離れた位置とした図 4の下層のストラクチャーコンター図図 4 下層ストラクチャーと孔跡 ( 小断層を除く ) に 2 孔井の孔跡を示している

4 3.4 工業分析と吸着特性炭層のガス吸着特性を把握するために IW-1 で回収したコアを使ったキャニスター試験と吸着等温試験を実施したキャニスター試験と吸着等温試験から炭層はガス飽和状態にあり石炭ランクから推定されるよりも遙かに高いガス包蔵量を持っていることが判明した図 5 に CH 4 CO 2 そして N 2 に関する吸着等温線図を示しているが貯留層圧力における CH 4 CO 2 そして N 2 の吸着能力はそれぞれ 23.8m 3 /t 4.2m 3 /t そして 13.3m 3 /t である CO 2 / CH 4 の吸着能力割合は 1.69 である IW-1 で採取された炭層ガスの平均組成は CH 4 6.6% CO 2 2.3% ( エタン + プロパン ).75% N 2.57% そして n/i- ブタン.4% であったこの他に物理検層として電気検層密度検層中性子検層自然ガンマ線検層孔径検層音波検層温度検層の 7 種目を IW-1 掘削後に実施した表 3 にキャニスター分析による包蔵ガス量推定結果と工業分析結果を示している 3.5 貯留層特性 CO 2 圧入量や CH 4 産出量のポテンシャルを評価する上で重要となる貯留層特性値を掘削終了直後の孔井試験で推測したその結果 IW-1 井での絶対浸透率は 1.md 貯留層圧力 1.2Mpa クリート開口圧力 15.8Mpa クリート閉口圧力 Parameter Storage Capacity (ml/g) Unit Isotherm (DAF) CO2 CH4 N Pressure (Bar) 図 5 吸着等温線図 ( 京大田門教授 ) 表 3 下層工業分析結果と包蔵ガス量 TABLE 1. Gas Content and Characterization Data Lower Yubari 1 Lower Lower Lower Lower Lower Lower Lower Ave. or Yubari 2 Yubari 3 Yubari 4 Yubari 5 Yubari 6 Yubari 7 Yubari 8 Total Top Depth m Bottom Depth m Thickness m Sample Weight g , , Measured Gas Volume cm 3 /g Lost Gas Volume cm 3 /g Residual Gas Volume cm 3 /g In-Situ Gas Content cm 3 /g Moisture wt frac Ash wt frac Volatile Matter wt frac Fixed Carbon wt frac Non-Combustible wt frac Combustible wt frac Total wt frac Air-Dry Calorific Value J/g 3,6 34,74 34,53 35,71 33,45 34,99 35,16 35,33 34,314 Mosit, Ash-Free Cal. J/g 35,592 36,86 35,794 35,964 35,115 36,45 35,847 35,618 35,758 Ash wt frac Carbon wt frac Hydrogen wt frac Oxygen wt frac Nitrogen wt frac Comb. Sulphur wt frac Vitrinite vol frac Exinite vol frac Inertinite vol frac Mineral-Matter vol frac Mean Vit. Reflectance % Crusible Swelling Index Total Moisture wt frac Moisture Holding Cap. wt frac Equilibrium Moisture wt frac True Density g/cm

5 1.9Mpa であると推測された 3.6 圧入試験と産出試験市販の CO 2 を気化器で超臨界状態にして孔井内に圧入しているが図 6に示すように地温によって CO 2 温度は低下し炭層へは液体 CO 2 状態で圧入している CO 2 圧入試験は炭層深度での圧入圧力がクリート開口圧力である 15.8Mpa 以下になるように圧入圧力を設定して実施しているガス産出試験は揚水ポンプによってチュービングパイプを通して炭層間隙水を地表タンクへ汲み上げガスはケーシングとチュービング間のアニュラスを経由してセパレータに送り計測後に大気放出している図 7 に平成 16 年度からの年度毎の圧入量とガス産出量推移を図 8 に CO 2 累積圧入ガスと水の累積産出量推移を示す温度 ( ) 8 6 ~18m 67~875m サーマルチューブサーマルチューブ温度 ( ) 温度検層 ( 圧入中チューブ内 ) 4 超臨界温度 : 地温検層深度 (m) 図 6 地温状況と圧入 CO 2 温度 8, 7, H16 H17 H18 H19 日換算 1t/ 日で圧入 8 7 圧入量 (kg) 6, 5, 4, 3, CO2 圧入量 (kg) N2 注入量 (kg) CH4 産出量 (Nm 3 ) 産出量 (Nm 3 ) 2, 2 1, 1 11/17 11/27 8/26 9/5 9/15 9/25 1/5 4/14 5/14 5/24 6/3 6/13 6/23 7/3 7/13 7/23 8/2 8/12 8/22 9/1 9/11 11/2 11/12 4/9 5/31 6/1 6/2 6/3 7/1 7/2 7/3 8/9 8/19 8/29 9/8 9/18 9/28 1/8 月 / 日図 7 圧入試験とガス産出試験結果 ( 平成 16 年度 ~19 年度 ) 15 CUMULATIVE Injection & Production (24-27) 1 Production Gas (Nm (m3) 3 ) Gas Volume (m3) CO2 Injected (T) Water Volume (m3/day) Injection CO2 (t), & Water Production (m3) 3 ) 1-Oct-4 3-Nov-4 1-Sep-5 31-Oct-5 27-Apr-6 26-Jun-6 25-Aug-6 24-Oct-6 6-May-7 5-Jul-7 3-Sep-7 図 8 累積圧入産出実績 (CO 2 ガス水 )

6 3.7 シミュレーションモデル上記の全てのデータを基本的な貯留層シミュレーションモデルに組み入れ孔井周辺の炭層の産出性に関する可能性を評価するこのモデルにおいて測定出来ないパラメータは実際の圧入試験や産出試験結果に基づくヒストリーマッチングによって推測し補完される使用したシミュレータは COMET3 である表 4にシミュレーションモデルに使用されるパラメータを示す表 4 シミュレーションパラメータパラメータ情報ソース基礎データによるパラメータ取得炭層深度 (m) 掘削データ炭層厚 (m) 掘削データ炭層傾斜掘削データ石炭平均比重 (t/m 3 ) コア工業分析灰分 (%) 水分 (%) コア工業分析クリート間隔 ( mm ) コア観察絶対浸透率 (md) 圧力降下試験初期貯留圧力 (kpa) 圧力降下試験初期炭層温度 ( ) 温度検層初期水飽和率孔井観察と推定初期ガス吸着量 (m 3 /t) キャニスター試験初期ガス成分キャニスター試験 Langmuire 体積 (m 3 /t): CH 4 CO 2 N 2 室内実験 Langmuire 圧力 (kpa) : CH 4 CO 2 N 2 室内実験スキンファクター圧力解析マッチング ( 推定 ) ヒストリーマッチングによるパラメータ推定脱着時間 (dar): CH 4 CO 2 N 2 ヒストリーマッチング ( 推定 ) 相対浸透率曲線 (Gash or Liner) ヒストリーマッチング ( 推定 ) 孔隙率 (%) ヒストリーマッチング ( 推定 ) 孔隙圧縮率 (1/kPa) ヒストリーマッチング ( 推定 ) マトリックス圧縮率 (1/kPa) ヒストリーマッチング ( 推定 ) 3.8 予備実験での試験フロー予備実験の目的は我が国で最初の CO 2 -ECBM 試験を通じて技術の事業化の見通しを立てることであったこのため予備実験のデータに基づいて地下ガス挙動の解析シミュレーションモデルを構築して事業化検討に必要な経済的要素を予測できる状態にすることが必要である経済性検討の結果事業化の可能探査パイロット試験フェーズ地質情報の収集探査試錐 ( コア ): 基礎的なシミュレーション貯留層特性モデルの構築地質状況孔井試験 : 浸透率ヒストリーマッチングによるモデル精度の向上 : 産出試験パラメータ推定データ補完圧入試験産出予測圧入予測ガス成分孔井試験経済性検討実証フェーズ : 孔井間隔とパターン : 孔井仕上げ図 9 予備実験フロー

7 性が高い場合には設定された仮定条件を確認するための実証段階へ進むことが望まれる図 9 に予備実験のフローを示す 24 Injection & Production Results 4. 夕張における圧入産出特徴夕張において実施した圧入試験と産出試験結果から特徴的な事象概要を年度別に報告する平成 16 年度からの年度毎の圧入結果と産出結果を図 1 から図 13 にかけて示している 4.1 平成年度平成 16 年度と平成 17 年度の圧入と CO2 Injected (kg)/ Water Produced (L) 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1, 5 CO2 Injection (kg) Gas (m3) Water (L) 1/1 1/31 11/3 図 1 平成 16 年度圧入産出 Gas Produced (m3) (Nm 3 ) ガス産出状況より CO 2 圧入に対するガ 25 Injection & Production Results ス産出の応答性は極めて敏感であり CO 2 圧入によるガス増産効果が明瞭に認識できる例えば平成 17 年度において CO 2 圧入を停止したと同時にガス産出量が減少しているしかしこの CO2 Injected (kg)/ Water Produced (L) CO2 Injection (kg) Gas (m3) Water (L) Gas Produced (m3) (Nm 3 ) 高い応答性は平成 19 年度のデータを見ると圧入停止時期とガス産出量減少時期に相違が生じ始め幾分鈍感になってきているこれは予備実験開始 7/31 8/3 9/29 1/29 11/28 図 11 平成 17 年度圧入産出当初は炭層クリートが水飽和状態であり且つ吸着 CH 4 が吸着等温能力に等しい飽和状態であったため圧入圧力がピストン的にガス増産へ影響し圧入圧力に敏感に対応していたものと考えられる平成 19 年度では PW-1 近傍において水飽和率やガス飽和率が産出により低下したため圧力応答性が鈍くなったものと考える 4.2 平成 18 年度平成 18 年度において低い CO 2 注入性 (3t/ 日 ) は CO 2 吸着によってマトリックス部分が膨潤してクリート幅を縮小させ浸透率を大きく低下させる膨潤が原因ではないかと考え吸着量の低い N 2 を圧入させ膨潤を軽減させる試験を実施した 5 月 1 日から 1 日間の N 2 圧入期間で N 2 圧入量は日々増加し最終的には 7t/ 日 ( 約 5,6Nm 3 ) の N 2 が圧入できる程度の浸透率に高まった N 2 圧入直後の CO 2 圧入レートも 6t/ 日を越える状態となったが CO 2 圧入再開 5 日目に 3.3t/ 日に低下したこれらの注入性の増加原因は CO 2 吸着量の増加により浸透率が低下していたが N 2 圧入により石炭への吸着量が低下し浸透率が大幅に高くなったためと判断されるしかし CO 2 圧入再開に伴い吸着による膨潤によって浸透率の低下が急激に悪化したため N 2 圧入によって CO 2 注入性を改善する効果は極めて短期的である N 2 圧入による ECBM では早期のブレー

8 クスルーと早期のガス産出量増産効果が報告されているが夕張においても N 2 圧入開始後 12 日目の 5 月 21 日に PW-1 での産出ガス成分中の N 2 濃度が上昇し始めその後も 1% 近くまでの N 2 濃度が上がり N 2 のブレークスルーが確認できたまたガス産出量は N 2 圧入前には約 1Nm 3 / 日であったものが 5 月 23 日には約 7Nm 3 / 日に増産し早期の増産効果を確認できた圧入する不活性ガスの性状により増産効果の時期や大きさが異なることが証明できたこのように N 2 圧入によって吸着量に依存する浸透率の変化を現場確認することができたが N 2 圧入後の CO 2 注入性を見ると注入性が安定時点で圧入レートは 3t/ 日程度であり N 2 圧入前に達成した 4t/ 日前後を越える程度に回復していないこの事象には更なる研究や調査が必要であるが吸着量の変化によるマトリックスの膨潤と収縮がクリート形状やパスの状態に何らかの悪影響 ( 微粉炭の混入等 ) を与えことが可能性として考えられる平成 18 年度には N 2 と CO 2 を 12 時間 ~ 24 時間毎に交互に圧入する N 2 間隙圧入試験を 8 月 18 日から 8 月 26 日まで実施した N 2 圧入装置が不適切であり注入性改善において十分な成果を得ることが出来なかった 4.3 平成 19 年度注入性の改善を目的として 5 月 16 日に水圧破砕工事を IW-1 において実施した IW-1 の設計時には水圧破砕工事を施工する考えはなかったため孔口装置やケーシング強度等は通常の水圧破砕工事に対応できるものではなかったためサージフラック工法と言うジェット噴射によって亀裂形成を促す方法を採用したこの工法ではチュービングパイプ内への圧力は非常に高くなるがケーシングや孔口装置への負荷は極めて少なく IW-1 においても水圧破砕が可能であると判断したまた同工法ではパッカーや櫓を使用しないので工費も通常の水圧破砕に比べ低く押さえることができる結果的にはサージフラックによって注入性改善に寄与できる亀裂を造成することが出来なかった理由としてパーフォレーション部の石炭が既に破砕状態にありジェット噴流によってジェット穴が穿孔される代わりに破砕石炭がパーフォレーション孔から孔井内に侵入して石炭部へ空洞を生じさせ高圧が石炭部へ適用出来ない状態になったものと考える Injection Gas (kg)/ Water Production (L) Injection & Production Results 4/11 5/11 6/1 7/1 8/9 9/8 1/8 11/7 図 12 平成 18 年度圧入産出 CO2 Injection (kg) N2 Injection (kg) Gas (m3) Water (L) Gas Production (Nm (m3) 3 )

9 CO 2 圧入試験は水没した IW-1 において 5 月 29 日から開始した他の年度でも観察したように CO 2 圧入量が徐々に増加していく傾向が特に顕著に認められるこの注入性の改善傾 CO2 Injected (kg)/ Water Produced (L) Injection & Production Results CO2 Injection (kg) Gas (m3) Water (L) Gas Produced (Nm (m3) 3 ) 向の理由として 1 孔井近傍の水飽和率の変化による相対性浸透率 2 圧入圧力 4/6 5/6 6/5 7/5 8/4 9/3 1/3 図 13 平成 19 年度圧入産出が極めて高いため応力依存性を持つクリートが広がり浸透率が改善 3 孔井近傍のスキンファクターが徐々に改善 4 石炭破砕等の理由が考えられる図 13 に示すガス産出挙動より冬季シャットイン期間から井戸を開放した時に非常に大量のガス産出が見られその後ガス産出量はノーマルなレベル (9~1Nm 3 / 日 ) まで低下した状態が認められるこれは孔井近傍にガスを貯留できる空間 ( クリート内の水飽和率が低下等 ) の存在が考えられる CO 2 圧入に伴いガス産出量は 6 月 15 日頃から増加するが明らかに CO 2 圧入に対する反応は鈍ってきている最終的には 5Nm 3 / 日近くまでガス産出量は増加するがこの理由として 12 Water Production & BHP は CO 2 圧入による増産効果と水飽和率減少によるガス相対浸透率の増加が考えられる図 14 に示す PW-1 での水産出量推移と孔底内に設置している圧力ゲージに Water Production (L/d) - BHP (kpa) BHP (kpa) Water (L) よる水位計測 ( 圧力 ) 結果より圧力に変化が無く水産出量が低 2 4/26 5/1 5/24 6/7 6/21 7/5 7/19 8/2 8/16 8/3 9/13 9/27 下していることが認められるこれより PW-1 近傍での水飽和率が図 14 PW-1 井 : 水産出量と水位 (BHP) 減少しガス産出量増加の一要因となったことが分かる現場予備実験の最終試験として IW-1 においてステップレート試験 ( 以下 SRT という ) を実施した IW-1 掘削直後に実施した SRT では図 15 に示す通りクリート開口圧力が 15.8MPa と推測された平成 19 年度に実施されたサージフラックの結果からクリート開口圧力の上昇が示唆されたため9 月末に CO 2 圧入装置を使用して SRT を実

施したその結果クリート開口圧力を示す圧力上昇傾向の変化が 19MPa まで認められなかった残念ながら装置能力から 19MPa 以上の圧力で SRT を実施出来なかったが明らかに IW-1 近傍でのクリート開口圧力が初期に比べ非常に大きくなっていると認識されたこの理由として 1 膨潤により IW-1 近傍において高応力ゾーンが形成された 2

1 石狩モデル我が国最初の CO 2 -ECBM 試験において得られた貯留層特性や吸着特性等の全データは産出性ポテンシャルを評価するシミュレーション ( 石狩モデル ) に組み込まれ産出や圧入試験のヒストリーマッチングより精度の高いものとなったこれにより事業化を踏まえた経済性検討を実施することができた 5.

10 施したその結果クリート開口圧力を示す圧力上昇傾向の変化が 19MPa まで認められなかった残念ながら装置能力から 19MPa 以上の圧力で SRT を実施出来なかったが明らかに IW-1 近傍でのクリート開口圧力が初期に比べ非常に大きくなっていると認識されたこの理由として 1 膨潤により IW-1 近傍において高応力ゾーンが形成された 2 圧力が作用する炭層面がザクザクに破砕され亀裂開口圧力が適用されなか図 15 平成 15 年実施の SRT 結果った等が考えられる通常の CO 2 圧入圧力は初期クリート開口圧力より低い 15.6MPa 程度であったが SRT で確認した 19MPa まで圧入圧力を上げて圧入した結果 1t/ 日のレートでの圧入を行うことができた 5. 二酸化炭素圧入予備実験の成果 5.1 石狩モデル我が国最初の CO 2 -ECBM 試験において得られた貯留層特性や吸着特性等の全データは産出性ポテンシャルを評価するシミュレーション ( 石狩モデル ) に組み込まれ産出や圧入試験のヒストリーマッチングより精度の高いものとなったこれにより事業化を踏まえた経済性検討を実施することができた 5.2 二酸化炭素貯留と CBM 増産効果本事業目的である我が国の炭層への CO 2 固定化の可能性を極めて単純な孔井において確認することができた各年度のガス産出量と CO 2 圧入量推移から明らかなように CO 2 圧入により CH 4 産出量は増大される孔井の配置パターンによって増産効果はことなるが 5スポットの孔井パターンではラングミュアの吸着能力に等しい割合の置換効率が期待できるまた不活性ガス圧入による増産効果は観測井でのスキンファクターに関係なく期待できる 5.3 膨潤作用と N 2 による浸透率改善 N 2 圧入によってマトリックス内の吸着量を低下させて浸透率を改善する現場試験を世界で初めて実施し膨潤作用に依って CO 2 注入性が大幅に低下することが明確になったそして N 2 圧入により浸透率が大幅に改善し CO 2 圧入量の増加となったしかし浸透率改善効果は短期間であり CO 2 圧入再開に伴い浸透率は急激に低下したこの CO 2 圧入による膨潤が CO 2 -ECBM 事業化の最大なる課題と考える

11 5.4 示唆明確な解析結果は得られていないが以下の事象が夕張での試験より示唆される : 1) 浸透率のヒステリシス現象 CO 2 圧入と N 2 圧入を繰り返すことでクリート形状やクリート内の状況が変化し浸透率が回復しない場合がある 2) 水増産効果多くのシミュレーションでは不活性ガスの圧入により CBM の増産だけでなく水の増産も予測されるが夕張においては顕著な水産出量の増加は認められなかった 3) クリート開口圧力の上昇クリート開口圧力の上昇が見られる場合には圧入圧力を上げることができるので CO 2 注入性を大幅に改善できる可能性がある 6. 結び冬季期間での予備実験を実施できない環境ではあったが CO 2 の注入性を向上させる様々な試験を実施し膨潤効果に対するオプションとしての N 2 圧入成果を確認することができたしかし操業上の問題も多々発生し試みたテストの多くでは準備不足や設備能力の不十分さにより十分な成果を上げることが出来なかった夕張での実験結果を礎にして更なる事象の解析や研究を通して経済的な CO 2 -ECBM が事業化されて行くことを望む以上

PowerPoint プレゼンテーション

PowerPoint プレゼンテーション不飽和土の力学を用いた締固めメカニズムの解明締固めとは土に力を加え間隙中の空気を追い出すことで土の密度を高めること不飽和土圧縮性の減少透水性の減少せん断変形抵抗の増大などに効果あり締固め土は土構造物の材料として用いられている研究背景現場締固め管理締固め必須基準 D 値施工含水比施工層厚水平まきだし ( ρdf ) 盛土の乾燥密度 D値 = 室内締固め試験による最大乾燥密度

Microsoft Word - 2.予備実験 藤岡.doc

Microsoft Word - 2.予備実験藤岡.doc