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岩野原実証試験・モニタリング 目的 わが国の帯水層に対して、実際にCO2を圧入し、圧入中から圧入終了後のCO2 に関する挙動データを取得して地質工学的な解析・評価を行い、貯留メカニズムの理解を得るとともに、新に開発した長期挙動予測シミュレータでCO2 を安定して貯留できることを確認しました。 岩野原実証試験サイト 実施状況 平成12年度 実証試験場所の選定、圧入井/観測井の配置検討、圧入井CO2-1坑掘削 平成13年度 観測井CO2-2坑、CO2-3坑掘削、観測計画の検討 平成14年度 圧入井試験(浸透率の把握)、シミュレーションスタディ(圧入レート検討等)、圧入設備設計・施工、観測井CO2-4坑掘削、圧入運転計画の作成(圧入レート、圧入対象層検討)、観測計画の更新、弾性波トモグラフィの初期観測 平成15年度 坑井仕上げ(圧入井CO2-1坑酸処理)、圧入設備の設置、圧入運転(3977トン圧入)、モニタリング、シミュレーション・スタディ 平成16年度 圧入運転(10,405トン圧入を完了)、モニタリング、敷地復旧工事(圧入設備の撤去)、シミュレーション・スタディ 平成17年度 モニタリング、試料採取、シミュレーション・スタディ 平成18年度 モニタリング、シミュレーション・スタディ 圧入実証地点 南長岡ガス田を選定 長岡市南西部の信濃川支流渋海川左岸、帝国石油滑笆原基地を借用しました。 圧入対象貯留層 深度約1,100mに分布する前期更新世灰爪層の砂岩卓越部(層厚約60m)を選定しました。 貯留層の地質 貯留層は閉じた背斜構造を形成し、試験地点は、背斜構造の南翼に位置しています。試験地点の貯留層は傾斜15度で東北東に傾斜する単斜構造を示しています。 圧入対象区間 貯留層は岩相から大きく5つのゾーン(Zone-1〜Zone-5)に区分され、そのうちの浸透性が最も良好なZone-2(層厚約12m)を圧入対象区間として選定しました。 実証試験地点の地質概要
坑井の配置とモニタリング項目 圧入状況 H15年7月7日に圧入を開始し、H15年度は20トン/日で、H16年度は40トン/日で圧入しました。 CO2供給工場の定期点検・整備(H16年3月〜4月)、CO2供給逼迫期(H16年7月〜8月)による圧入休止、新潟県中越地震による圧入中断(H16.10.23〜12.6)を除き、大きな問題もなく最終累計圧入量10,405 トンをもって平成17年1月に圧入を完了しました。 圧入状況
クリックで拡大 坑底温度圧力測定 圧入井CO2-1坑および観測井CO2-4坑において、圧入対象貯留層Zone-2の圧力・温度変化の連続測定を、圧入開始前(H15年6月)より開始し、圧入終了後も継続中です。これによって、 CO2貯留層状況の基本データを得るとともに、圧入中の貯留層圧力が地層破壊圧(18.6 MPa以上)を超えないことを監視しています。 圧力計測結果
クリックで拡大 坑井間弾性波トモグラフィ 観測井CO2-2〜CO2-3間において、CO2圧入開始前の第1回測定(H15年2月)、圧入中〜圧入終了直後の第2回〜第5回測定(H16年1月〜H17年1月)、圧入完了8ヶ月後の第6回測定(MS6:モニタリング測定)を実施しました。貯留層中のCO2分布を弾性波速度の低下域として画像化し、圧入の進行に伴いCO2分布域が地層の傾斜方向に沿って拡大する状況を確認しました。 坑井間弾性波トモグラフィ結果(P波速度の変化率)
クリックで拡大 その他のモニタリング 物理検層 観測井CO2-2坑(H16年3月)及びCO2-4坑(H16年6月)へのCO2到達を確認し、その後の物性値(P波速度、比抵抗、孔隙率)の変化を観測しました。 地層流体試料採取・分析 観測井CO2-2坑へのCO2到達状況を直接確認しました。 微動振動 CO2圧入量(圧入レート、累積圧入量)と微動の発生数に相関は認められないことを確認しました。 物理検層結果(観測井CO2-2坑:CO2到達後のP波速度の変化)
クリックで拡大 シミュレーションスタディ GEM-GHGシミュレータ 天然ガス地下貯蔵シミュレータGEM-UGSにCO2地中貯留の機能等を追加したCO2長期挙動予測シミュレータGEM-GHGを開発しました。 CO2挙動予測 モニタリングデータ(坑底圧力変化、観測井へのCO2到達時期等)のヒストリーマッチングにより得られた最適貯留層モデルをもとに、圧入したCO2の貯留状況と1000年後までの長期挙動の予測計算を実施しました。 1000年後の溶解CO2分布
新潟県中越地震の影響 地震発生によるCO2地中貯留への影響を確認するため、物理検層と弾性波トモグラフィによる地震前後の貯留層の比較、地震時の坑底圧力測定結果の評価、セメント評価検層および ボアホール・テレビュアによる坑井状況のチェック、圧入設備の点検および気密・耐圧テスト等により、坑井、貯留層および圧入設備が地震後も健全な状況であることを確認し、CO2の圧入を再開しました。
新潟県中越地震の震度分布
成果
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