[H-SC06] 地球温暖化防⽌と地学（CO2地中貯留・有効利⽤、地球⼯学）

[HSC06-16] ハイドレートCCSにおけるCO₂貯留とハイドレートシール層の関係

*寺畑 俊希¹、新井 佑奈¹、今野 義浩¹、神 裕介² (1.東京大学、2.産業技術総合研究所)

キーワード：浸透率、CCS、コアフラッディングテスト、海底堆積物、地球温暖化

地球温暖化による気候変動を抑えるための手段としてCCSが検討されている。日本で主要な手法として検討されている、遮蔽層の存在を想定した帯水層への貯留は、十分なポテンシャルを確保できるか明確になっていない。そこで、帯水層への貯留を補足する方法として、CO₂ハイドレートのセルフシーリングを利用したハイドレートCCSの実現可能性が議論されている。本研究では、ハイドレートCCSにおいて、CO₂を貯留できる条件を明らかにするため、粒径の異なる砂からなる複数のコアにそれぞれ液体CO₂の圧入実験を行い、ハイドレート分布やシールの有無について実験的に解析、比較を行った。
模擬堆積物として豊浦標準砂、東北珪砂8号の2種類を使用し、豊浦標準砂のみのコア、東北珪砂8号のみのコア、豊浦標準砂と東北珪砂8号をコア下端部から順に詰めた層状のコアの3種類を作成した。コア内を7.5 MPa、8.5 ℃に保ち、同量の液体CO₂をコア下端から一定流量で圧入した。コア内の圧力と温度を測定し、CO₂ハイドレートの生成挙動を解析した。実験の結果、各実験でコア内におけるハイドレート生成が確認できたが、シールの発現状況は実験によって異なった。最大で約5.5 MPaの差圧に耐えるハイドレートシール層の形成が確認できた実験と、部分的な閉塞のみが確認できた実験が存在した。この現象の違いは、CO₂ハイドレートが水平面で偏って生成し、流路の閉塞が不均質であったことが要因であると考えられる。また、同じコアを使用した実験においても、シールを確認できた実験とできなかった実験が存在した。後者の実験結果は、ハイドレート生成が確率的な現象であることやハイドレートの成長が不十分であったことによって、ハイドレートシール層が均質には形成しなかったことが原因と考えられる。以上から、ハイドレートCCSの実現には、ハイドレートシール層をなるべく均質に形成させることが重要であり、そのための手法を検討する必要がある。