【企画講演／募集型企画】 ゼロエミッション社会構築にむけたCCS/CCUS技術開発

[1K0201-08-02] CO₂地中貯留に関連した地化学反応がキャップロックの力学・水理特性に及ぼす影響に関する研究

○藤井 孝志^1,2、及川 寧己^1,2、徂徠 正夫^1,2、雷 興林^1,2 (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)

司会：菅井 裕一（九州大学）

キーワード：CO2地中貯留、地化学、岩石力学、浸透率

地中貯留層へのCO₂圧入過程では、圧入直後の短期間で、キャップロック層の変形と破壊、および表層への変形が引き起こされることが指摘されている。また、これまでの長期CO₂貯留における数値解析の結果によると、数十年～数百年で、CO₂が地層水に溶解後に、鉱物の溶解・沈積反応に伴い炭酸カルシウム等の炭酸塩化が生じることが知られている。すなわち、CO₂地中貯留の短期～長期的な安全性の確保には、地化学反応を含めたキャップロックの健全性評価が不可欠となる。本研究では、キャップロックで想定される主に3種類の泥岩を用いて、地化学反応が、キャップロックの力学的、および水理的特性に及ぼす影響を実験的に調べている。具体的には、一旦、CO₂地中貯留条件下で岩石試料をCO₂と純水により浸漬させた後で、封圧条件下でのせん断・透水実験を行う。その結果、すべての泥岩において、炭酸水の浸漬による鉱物の溶解、沈積反応が生じることが観測された。また、そのような鉱物反応に伴い、各々の岩石の種類ごとで、応力・ひずみ曲線の違い、または変形・破壊に伴う浸透率の変化挙動の違いが現れることが明らかとなった。