二酸化炭素地中貯留における潮汐起源の微小圧力変動の数値解析
二酸化炭素地中貯留（CCS）におけるCO2の安全で長期的な封じ込めには，圧入されたCO2のモニタリングが重要である。高コストで測定回数が制限される弾性波探査を補完する方法として，潮汐に起因する地下帯水層の微小圧力変動を活用した安価なモニタリング手法が提案されている。この手法は，圧入されたCO2の周囲で微小圧力変動の振幅が減少することを利用して，微小圧力変動の観測結果からCO2の位置に関する情報を取得しようとするものである。その際，観測結果を解釈するためのモデルが必要となる。本研究ではモデルとして多孔質弾性論に基づく流体-地盤連成解析を用い，帯水層へのCO2圧入が微小圧力変動に与える影響をシミュレーションした。その結果，国内外のCCSプロジェクトで報告された実測データと一致する成果が得られ，数値シミュレーションの有効性が確認された。
キーワード：CCS，海洋潮汐，地球潮汐，CO2モニタリング，流体-地盤連成解析
＊１ 技術センター 社会基盤技術研究部 地盤研究室
Numerical Analysis of Tide-induced Small-pressure Fluctuations in Reservoir during Carbon Dioxide Geologic Storage
For safe long-term containment of carbon dioxide in carbon dioxide geologic storage (CCS), it is important to monitor injected CO2. As a complement to seismic surveys, which are expensive and limited in the number of measurements that can be made, an inexpensive monitoring method using tide-induced small-pressure fluctuations in underground aquifers has been proposed. This method attempts to obtain information on the position of CO2 deposits from observed small-pressure fluctuations by taking advantage of the fact that the amplitude of small-pressure fluctuations decreases around injected CO2. As this method requires a model that can be used to interpret observation results, we used a hydro-geomechanical interaction analysis based on poroelasticity theory as a model for simulating the effect of CO2 injection into an aquifer on small-pressure fluctuations in this study. Obtained results were consistent with the actual measured data reported by CCS projects in Japan and overseas, confirming the effectiveness of the numerical simulation.
Keywords: CCS, ocean tide, earth tide, CO2 monitoring, hydro-geomechanical coupled analysis
*1 Geotechnical Research Section, Infrastructure Technology Research Department, Taisei Acvanced Center of Technology