Simulation Study of a Laboratory-Scale Experiment for Flow Behavior of Supercritical CO<SUB>2</SUB> in Porous Media
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概要
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The quantitative estimation for the amount of storage and leakage of injected CO<SUB>2</SUB> under the environment of underground is necessary for risk assessment of carbon dioxide capture and storage (CCS) . In addition, permeability characteristics of supercritical CO<SUB>2</SUB> and water in porous media are very important parameter in order to predict migration of injected CO<SUB>2</SUB> dependent on time and space.<BR>In this study, using sand column, we conducted experimental study on flow behavior of supercritical CO<SUB>2</SUB> and water in porous media. Grain size and temperature were changed as an experimental parameter. Using experimental data for flow behavior such as discharge rate of fluids, differential pressure between inlet and outlet of sand column, we conducted a numerical simulation for this laboratory-scale experiment in order to clarify permeability characteristics of supercritical CO<SUB>2</SUB> in porous media. As relative permeability model for simulation, the extended Corey model that <I>N</I><SUB>krg</SUB> and <I>N</I><SUB>krw</SUB> as indexes were introduced into the original one was used. By changing the values of <I>N</I><SUB>krg</SUB> and <I>N</I><SUB>krw</SUB>, history matching of flow behavior and pressure change during both of CO<SUB>2</SUB> and water injection processes was carried out and the shapes of relative permeability curves that allowed us to reproduce CO<SUB>2</SUB>-water multi-phase flow behavior were optimized. <BR>Comparison of the optimized relative permeability curves in the process of CO<SUB>2</SUB> injection indicated that 1) water mobility was relatively high compared with that of CO<SUB>2</SUB> when grain size was large and 2) relative permeability to CO<SUB>2</SUB> became higher under the condition below critical point of CO<SUB>2</SUB>. In addition, we interpreted transport phenomena of CO<SUB>2</SUB> after shutoff of CO<SUB>2</SUB> injection on the basis of relative permeability curves obtained for water injection process. As a result, it was found that 1) liquid CO<SUB>2</SUB> easily migrated into geological formation in the cases of small grain size and low temperature and 2) dissolved CO<SUB>2</SUB> migration due to groundwater flow contributed to the change of CO<SUB>2</SUB> distribution under the condition of high water saturation.
著者
-
駒井 武
(独)産業技術総合研究所
-
羽田 博憲
(独)産業技術総合研究所
-
田中 敦子
(独)産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門
-
天満 則夫
(独)産業技術総合研究所 メタンハイドレート研究センター
-
坂本 靖英
(独)産業技術総合研究所 メタンハイドレート研究センター
-
山口 勉
東邦大学 理学部 生命圏環境科学科
-
鈴木 佑介
東邦大学 理学部 生命圏環境科学科
-
坂本 靖英
(独)産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門
-
駒井 武
(独)産業技術総合研究所 地圏資源環境研究部門
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