【企画講演】 ゼロエミッション社会構築にむけたCCS/CCUS技術開発

[2307-15-06] CO₂圧入過程における岩石/水/CO2相互作用が貯留岩の力学的応答に及ぼす影響に関する研究

○藤井 孝志¹、及川 寧己¹、雷 興林¹ (1. 国立研究開発法人産業技術総合研究所)

司会：江崎丈裕（九州大学）

キーワード：岩石/水/CO2相互作用、力学的応答、貯留層、CO2圧入過程、CO2吸着

CO₂地中貯留において、CO₂圧入に伴う貯留層の有効圧変化により、キャップロック等の周辺岩盤に変形をもたらし、岩盤中の既存き裂等の変形、すべりが生じる可能性がある。このことにより、圧入したCO₂等の流体がそのような欠陥を通じて漏洩しうることが予想される。そのため、安全なCO₂地中貯留の実施には、圧入に伴う貯留層の力学的応答がキャップロックに与える影響を把握することがきわめて重要である。これまで、水理と力学の連成解析において、CO₂圧入がキャップロックに及ぼす力学的な応答は、圧入に伴う貯留層の体積弾性の変形に基づき予測されたものが主であったが、これらは貯留層の力学的応答に関連する吸着、毛管力等の岩石/水/CO₂相互作用を考慮していないのが現状である。実際、吸着に関しては、堆積岩および石英等の主要鉱物、ならびに膨潤性の粘土鉱物へのCO₂吸着挙動が報告され、そのような効果は石炭等の一部でCO₂吸着に伴う体積変化を生じることが知られている。そこで、本研究では、岩石/水/CO₂相互作用による貯留岩の力学的応答を評価するため、CO₂地中貯留条件（40℃、10MPa）下での砂岩の体積変化を調べた。