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革新的環境技術シンポジウム 2015◆

CO2地中貯留安全性評価技術開発
ー海外プロジェクトの最新動向とRITEの取り組みー(公財)地球環境産業技術研究機構（RITE）
CO2貯留研究グループ・主席研究員
せつじきゅう薛自求

目 次
CO2帯水層貯留PJの推移と最新動向
陸域・海域／ CO2ソース／事業者

既存＆計画中の貯留PJからの知見
貯留層評価＆地質モデリング、地層安定性（とくに遮蔽層）モニタリング

CO2帯水層貯留におけるリスク管理
リスクマネジメント（リスク低減 安全性及び社会的受容性の向上）
2

Sleipner

In SalahSnohvit

随伴CO2 （0.9Mt/y）

随伴CO2 （1.0Mt/y）

随伴CO2 （0.7Mt/y）Statoil

BPほか

Statoil

2011年より、圧入中止

圧入開始、継続中

3

陸域：In Salah vs 海域：Sleipner, Snohvit
垂直坑井 vs 水平坑井, 貯留層深度
海上プラットフォーム vs 海底坑口仕上げ
SnohvitSleipner

In Salah4

CCSプロジェクトへのSHELLの関与

5

QUEST プロジェクトの概要

6

Decatur（米国）： ICCS プロジェクト概要
事業者：エターノル製造会社

7

Decatur ICCS の挑戦: 圧入後監視期間

監視期間：50年から10年に短縮
8目 次CO2帯水層貯留PJの推移と最新動向
陸域・海域／ CO2ソース／事業者

既存＆計画中の貯留PJからの知見
貯留層評価＆地質モデリング、地層安定性（とくに遮蔽層）モニタリング

CO2帯水層貯留におけるリスク管理
リスクマネジメント（リスク低減 安全性及び社会的受容性の向上）
9Storage Capacity & Monitoring Tech (1/3)

Oxand Reservoir characterization: Heterogeneity and Injectivity
Paasch, 2015
Injection: 2008-2011
Injection: 2011-

Injection: 2008-2011
Paasch, 201510

@ Snohvit

Paasch, 2015

Integrating aspects from both 3D seismic and sequence stratigraphy

11Application of Sequence Stratigraphy@ Nagaoka (injection well)
Clay content, γ-ray log

CO2Injectivity(PLT)

Porosity, Permeability
Ito et al., 2015

Detailed information at wells: Local to Spatial
12

QUEST プロジェクトにおける貯留層評価（地質的不確実性）

貯留層の浸透率（圧入性）：坑井掘削後に判明
貯留層の連結性：遠くほどよりリスクに現れる
13

Measurement, Monitoring & Verification@QUEST
2D / 3D Seismic

Fiber-optics
P&T

Down-holeP&T

Down-hole Microseismic

14

AQUISTORE（Boundary Dam）: MMV

15

米国やカナダにおける地下水保護
貯留層からのCO2漏洩検知：上位層の圧力測定

QUESTのCO2漏洩検知シミュレーション

16

圧力モニタリング@ Decatur (Illinois)
Buildup due to CO2 injection

Locke et al., 2015?

??

Geomechanics: Pressure change  Deformation17

光ファイバーによって検出できた流体圧入時の地層変形

18近傍坑井からの揚水に伴う地層変形 (1/2)

Ground water well #4

Fiber Installed Well

Ground water well #319

近傍坑井からの揚水に伴う地層変形 (2/2)

-159m

-197m
-203m
-219m

-168m
-173m
-179m
-206m
-212m
-228m
-235m
-239m

20

貯留層＆遮蔽層の力学的安定性評価
遮蔽層の安定性に影響

InSAR解析結果
CO2圧入井付近の地表隆起

地下深部の変形
どのように地表まで

CO2圧入による地層圧の増加

深度方向に連続的なデータ取得方法？

21

光ファイバーセンシング技術＠CCS
QUEST ProjectCO2漏洩検知

温度音波
坑井健全性監視22

目 次
CO2帯水層貯留PJの推移と最新動向
陸域・海域／ CO2ソース／事業者

既存＆計画中の貯留PJからの知見
貯留層評価＆地質モデリング、地層安定性（とくに遮蔽層）モニタリング

CO2帯水層貯留におけるリスク管理
リスクマネジメント（リスク低減  安全性及び社会的受容性の向上）
23地熱、非在来型油ガス、CO2地中貯留における流体圧入

National Academy of Sciences, 201324

米国内のエネルギー開発分野における有感地震の報告

National Academy of Sciences, 201325

Weyburn（CO2-EOR）からの現場観測報告

微小振動
26

米国の大規模CO2圧入サイトでの微小振動観測（1/2）●：Seismometer③EGL#7▲：Injector

Cranfield●：Producer②24-3△：Injector（Pln)○：Injector（Pln)④31DAS①44-6

Houston3 km
試験サイト(ミシシッピ州Cranfield油田)⑥68-3⑤45F2&F3

2012年7月Denbury社より提供
微小振動観測点（全6点）

・2007年～圧入開始。既に400万ｔ圧入済（100万t/年)
・2011年12月より観測開始； 2015年3月観測終了

CO2圧入量が多い、地震活動性が低い

CO2圧入と微小振動との関連性
27

米国の大規模CO2圧入サイトでの微小振動観測（2/2）
2011/12～2015/3の観測データ

Z成分の最大振幅より、 M-0.2と推定ノイズ状況の確認①処理・解析ツール、および②目視確認による微小振動イベント抽出作業

観測データ中に高周波・ごく低周波ノイズ、落雷によるノイズ、遠地地震などを確認

期間中に微小振動イベントは認められなかった

発破地点から 最も近いDAS31サイトのみ観測された！

大規模実証試験や実用化への知見提供（システム構築、解析手法）

28

米国Decaturサイトの微小振動観測事例（1/5）

坑内観測機器計：31台
Greenberg, 201529

米国Decaturサイトの微小振動観測事例（2/5）

Finley, 2013

地上＆地表浅部の観測機器
計：１７台
30

米国Decaturサイトの微小振動観測事例（3/5）

Finley., 2013

Greenberg, 201531
31

米国Decaturサイトの微小振動観測事例（4/5）

Greenberg, 201532

米国Decaturサイトの微小振動観測事例（5/5）

MicroseismicCluster
Activity:
Relationshipto BasementStructure

Greenberg, 2015

from Schlumberger
Carbon Services

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A Dense Microseismic Monitoring Network @Tomakomai(offshore)
Onshoreseismometer

Observation well OB‐2 for
Moebetsu Formation(vertical)

2 Injection wells(Deviated)

Observation well OB‐1 for
Takinoue Formation
converted from survey wellObservation well OB‐3for Takinoue Formation(vertical)(Deviated)

OBS
Working area of 3D seismic survey
OBSOBSOBS

OBS: Ocean Bottom Seismometer

Tanase, 201534

CO2圧入実証試験より、不確実性への理解を深め、リスクマネジメントを学ぶ
Risk＝Consequence Severity x Probability
Scientific Knowledge & Evidence-based Risk Communication

Risk＝Hazard + Outrage

Reducing Uncertainty／Mitigating Risks
to the Manageable Levels !

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