[H-SC07] 地球温暖化防⽌と地学（CO2地中貯留・有効利⽤、地球⼯学）

[HSC07-P06] キャップロックの遮蔽性能評価のための接触角の導出

*徂徠 正夫^1,2、本多 克也³ (1.二酸化炭素地中貯留技術研究組合、2.国立研究開発法人産業技術総合研究所地圏資源環境研究部門、3.VALUENEX株式会社)

キーワード：CO2地中貯留、接触角、遮蔽性能、スレッショルド圧、キャップロック

地球温暖化対策としてのCO₂地中貯留は、長期にわたりCO₂が貯留層に保持されることが前提であるが、地化学プロセスを経ることでキャップロックの遮蔽性能が低下する可能性がある。本研究では、鉱物表面がわずかに変質し、接触角θが変化することで遮蔽性能が低下し得る点に注目し、その可能性を検証することを目的とする。このためには精度の高いθの取得が不可欠となるが、従来の測定法で得られるθはきわめて誤差が大きく当該評価に資さない。そこで本研究では、既知のサイズの微細穴加工を試料に施し、そのスレッショルド圧P_c^thを測定することにより、既存の関係式から接触角を導出する手法を新たに開発した。

今回測定を行ったのは、鉱物5種類（石英、曹長石、カルサイト、硬石膏、緑泥石）と岩石2種類（長崎泥岩および秋田泥灰岩）の合計7試料である。穴径20～30 μm程度の微細穴加工した試料について、10 MPa、40°Cの条件で超臨界CO₂のブレークスルー実験を行い、得られたP_c^thに基づいてθを求めた。その結果、当該手法により、高い再現性のもとθを算出可能であることが示された。一方、θがσの値に敏感に応答することに起因して、いくつかの試料についてはcosθ>1となりθの算出ができなかった。これについては、今後、σについて再度データの精査を行う必要がある。いずれにしろ、cosθの逆算値から各試料のθの大小関係の推定が可能である。すなわち、ケイ酸塩鉱物である石英、曹長石、緑泥石と粘土鉱物を主体とする泥灰岩や泥岩は相対的にθが小さいのに対して（θがほぼ0 º）、炭酸塩のカルサイトと硫酸塩の硬石膏はθが相対的に大きくなる傾向が明らかとなった。