[H-SC08] [JJ] 地球温暖化防止と地学（CO2地中貯留・有効利用、地球工学）

[HSC08-02] 坑井配置の自動最適化手法の二酸化炭素地中貯留への適用

*宮城 充宏¹、山本 肇¹、薛 自求² (1.大成建設株式会社、2.公益財団法人地球環境産業技術研究機構)

キーワード：二酸化炭素回収貯留、最適化、貯留層シミュレーション、TOUGH2

二酸化炭素回収・貯留技術（Carbon dioxide Capture and Storage；CCS）は、火力発電所などから排出されるCO2を大幅に削減可能な地球温暖化対策技術である。排出ガスからCO2を分離・回収し、地下深部の地層中に圧入井を通じて封入する。年間100万トン/年を超える高い圧入レートが想定される商業規模CCSプロジェクトでは、大量のCO2貯留によって生じる貯留層の圧力上昇を抑えつつ、安全かつ効率的に貯留を行う必要がある。その方策の一つとして圧入井の他に圧力緩和井を設けて、高い圧入レートによる地層圧の上昇を緩和することが提案されている。
　圧力緩和井の設置にあたっては、貯留層の不均質性や断層、コストなど多くの要因を考慮し、適切な本数や形状、位置などの配置パラメータを決定することが重要となる。坑井配置の自動最適化は石油貯留層工学の分野で広く研究されているが、一般に膨大なシミュレーション回数が必要になることが知られている。
　本研究では、流体シミュレーションに要する時間や回数を低減しつつ、圧力緩和井の配置パラメータ決定を効果的に最適化する手法の開発を行っている。その第一歩として、汎用最適化手法ツールHEEDSとCO2地中挙動解析コードTOUGH2/TOUGHREACTのMPI並列化版を組み合わせた最適化システムを構築した。このシステムは、様々な最適化手法に対応し、大規模並列計算による計算時間の大幅な短縮が可能である。今回、均質あるいは不均質な地層モデルでの圧力緩和井の最適化問題に適用し、代表的な最適化手法（遺伝的アルゴリズム GA、粒子最滴下法PSOなど）の適用性ならびに有用性を検討したので、その結果を報告する。