超臨界二酸化炭素と水の相対浸透率測定
定常法により測定した相対浸透率と弾性波速度
小川 豊和*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,非定常法・定常法で地盤中の温度・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。また,飽和度と弾性波速度の理論的関係より,測定した弾性波速度から試料の飽和率を予測できることを示した。今後は,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CO2,2相流,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 Relative Permeability of Supercritical CO2 and Water
Relative Permeability Measured using Steady-state Method and Seismic Wave Velocities
Toyokazu OGAWA*1 and Masatoshi YOKOYAMA*2
In the long-term stability analysis of carbon dioxide geological sequestration, techniques to predict and monitor CO2 migration become important. Understanding the characteristics of two-phase flow of supercritical CO2 and water is also necessary. 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 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. Permeability tests performed on sandstone samples both in transient and steady-state conditions show that the apparatus works well. In addition, CO2 saturation may be readily estimated, using a theoretical relationship between saturation and seismic wave velocities. With the test apparatus built, better experimental techniques can be developed, helping to understand the effect of supercritical CO2 on the rock flow properties.
Keywords: | supercritical CO2, two-phase flow, relative permeability, saturation, sandstone |
*1 Soil and Rock Engineering Research Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center
*2 Taisei Service Co., LTD
57 - REPORT OF TAISEI TECHNOLOGY CENTER No.44 2011