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超臨界二酸化炭素と水の相対浸透率測定

小川 豊和*1・青木 智幸*1・横山 正利*2

二酸化炭素地中貯留の長期安定性評価では,CO2の挙動予測技術やモニタリング技術が重要となる。地下における二相流(CO2と水)の流動挙動を評価するためには二相流特性の把握が重要である。しかし,これまでの研究では,相対浸透率の測定例はあるもののデータ量は十分ではない。地盤の基本物性を把握し,解析に用いる信頼性の高い入力パラメータを提供できる実験技術の開発が求められている。そのため当社では,地盤中の温度・圧力条件下で岩石のCO2と水の相対浸透率を測定できる試験装置を開発した。これまで行った砂岩試料を用いた浸透試験結果より,装置が岩石の浸透率を精度良く測定できることを確認している。今後は,弾性波速度など試料の飽和率を予測できる方法を採用し,圧入した超臨界状態CO2が岩石物性に及ぼす影響を詳細に検討できる実験技術・手法の開発を行っていきたい。

キーワード:  超臨界CO2,CCS,相対浸透率,飽和度,砂岩

*1 技術センター 土木技術研究所 地盤・岩盤研究室
*2 大成サービス(株)

Measurement of Supercritical CO2 and Water Relative Permeability

Toyokazu OGAWA*1, Tomoyuki AOKI*1 and Masatoshi YOKOYAMA*2

In the long-term stability analysis of Carbon dioxide geological sequestration, techniques related to prediction of CO2 migration and monitoring become important. It is also necessary to understand the characteristics of two-phase flow of supercritical CO2 and water. To date, there are very few measured relative permeability data published. For the purpose of fundamental understanding of the rock mass properties, and supplying numerical analyses with reliable input data, Taisei has developed a permeability test apparatus that can inject carbon dioxide into a rock specimen under actual field conditions of temperature and pressure. Basic permeability tests performed on sandstone samples show that the apparatus works well. The test apparatus will be equipped in future with a function of predicting carbon dioxide saturation in the rock specimen (e.g., measurement of seismic wave velocities).

Keywords:  supercritical CO2, CCS, relative permeability, saturation, sandstone

*1 Soil and Rock Engineering Research Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center
*2 Taisei Service Co., LTD