JP2010243178A - 漏洩co2検出方法及び漏洩co2検出装置、地中貯留co2の漏洩モニタリング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】海上部30は、船舶に搭載されて測定者によって直接制御され、海中部20を遠隔操作する。海中部20は、漏洩CO2を検知すべき海中に投入される。気泡等103が存在すると判定された、あるいはPHが所定の値以下であった場合には、海中制御部22又は海上制御部32は、CO2が存在する可能性があると認識する。この場合、海中制御部22は、サンブリング部(試料採取部)24にこの部分の海水を採取させる。第1の分析部34では、CO2成分が実際にこの中に存在するか否かが判定される。ここでCO2が検出された場合には、第2の分析部35は、採取されたCO2に対して質量分析を行い、その13C/12Cの存在比率(同位体比)を算出する。海上制御部32は、この同位体比が、ある所定の値以下であるか否かを判定する。
【選択図】図1
Description
本発明の請求項1に係る漏洩CO2検出方法は、燃料の燃焼によって生成されたCO2を貯留したCO2貯留層からの漏洩CO2を検出する漏洩CO2検出方法であって、前記CO2貯留層の周囲の環境から被分析試料を採取する採取ステップと、前記被分析試料中においてCO2が存在するか否かを判定するCO2検出ステップと、前記被分析試料中に存在したCO2における安定同位体同士の存在比率を測定する同位体分析ステップと、前記存在比率に基づいて、前記CO2には前記漏洩CO2が含まれるか否かを判定する判定ステップと、を具備することを特徴とする。
この発明においては、採取ステップにおいて採取された非分析試料中にCO2が存在するか否かがCO2検出ステップにおいて判定される。その後、検出されたCO2中の安定同位体同士の存在比率が同位体分析ステップにおいて測定され、この存在比率に基づいてこのCO2に漏洩CO2が含まれるか否かが判定ステップにおいて判定される。
また、本発明の漏洩CO2検出方法において、前記安定同位体同士の存在比率は、13Cと12Cとの存在比率であることを特徴とする。
この発明においては、前記の安定同位体として13Cと12Cが特に用いられ、これらの存在比率が算出され、判定ステップではこの存在比率に基づいて判定がなされる。
また、本発明の漏洩CO2検出方法は、前記採取ステップの前に、前記CO2貯留層近傍の環境に対して超音波を照射することによって気泡又は液滴の有無を認識する探査ステップを具備し、前記採取ステップにおいて、前記気泡又は液滴が確認された箇所から前記被分析試料を採取することを特徴とする。
この発明においては、CO2が存在している可能性が高いと認識された箇所から被分析試料が採取される。CO2が存在している可能性が高いことは、気泡や液滴(液状のCO2)からの超音波の反射の有無を利用して認識される。
また、本発明の漏洩CO2検出方法は、前記採取ステップの前に、前記CO2貯留層近傍の環境のPH値を計測する探査ステップを具備し、前記採取ステップにおいて、前記PH値が所定の値よりも低い箇所から前記被分析試料を採取することを特徴とする。
この発明においても、CO2が存在している可能性が高いと認識された箇所から被分析試料が採取される。CO2が存在している可能性が高いことは、水のPH値が低いことで認識される。
また、本発明の漏洩CO2検出方法は、前記CO2検出ステップにおいて、ガスクロマトグラフ法、ガスクロマトグラフ質量分析法、赤外分光法のうちの少なくとも一つを用いてCO2の分析を行うことを特徴とする。
この発明においては、ガスクロマトグラフ法、ガスクロマトグラフ質量分析法、赤外分光法のうちの少なくとも一つによって、被分析試料中のCO2の有無を認識することができる。
また、本発明の漏洩CO2検出方法は、前記CO2検出ステップ及び前記同位体分析ステップにおいて、ガスクロマトグラフ質量分析器を用いてCO2の分析及び安定同位体同士の存在比率の測定を行うことを特徴とする。
この発明においては、単一のガスクロマトグラフ質量分析器によって、CO2成分の有無の認識(CO2検出ステップ)と、このCO2中の安定同位体の分析(同位体分析ステップ)とが共に行われる。
この発明においては、前記漏洩CO2検出方法を、特に海底の地中に設けたCO2貯留層の漏洩モニターに適用する。
また、本発明の地中貯留CO2の漏洩モニタリング方法は、海上又は海中の船舶を用いて前記漏洩CO2検出方法を実施することを特徴とする。
この発明においては、海上又は海中の船舶を用いてモニタリングが行われる。
この発明においては、試料採取部によって被分析試料が採取され、CO2検出部によって被分析試料中のCO2が検出される。その後、同位体分析部によって、検出されたCO2中の安定同位体同士の存在比率を測定される。制御部は、この存在比率に基づいてこのCO2に漏洩CO2が含まれるか否かを判定する。
また、本発明の漏洩CO2検出装置において、前記安定同位体同士の存在比率は、13Cと12Cとの存在比率であることを特徴とする。
この発明においては、前記の安定同位体として13Cと12Cが特に用いられ、これらの存在比率が算出され、制御部は、この存在比率に基づいて判定を行う。
また、本発明の漏洩CO2検出装置は、前記CO2貯留層近傍の環境に対して超音波を照射し、かつ該超音波の反射波を検出する探査部を具備し、前記制御部は、前記反射波の分析結果に基づいて前記被分析試料を前記試料採取部に採取させることを特徴とする。
この発明においては、試料採取部は、CO2が存在している可能性が高いと認識された箇所から被分析試料を採取する。CO2が存在している可能性が高いことは、探査部が気泡等からの超音波の反射を確認することによって認識する。
また、本発明の漏洩CO2検出装置は、前記CO2貯留層近傍の環境のPH値を計測する探査部を具備し、前記制御部は、前記PH値の測定結果に基づいて前記被分析試料を前記試料採取部に採取させることを特徴とする。
この発明においても、試料採取部は、CO2が存在している可能性が高いと認識された箇所から被分析試料を採取する。CO2が存在している可能性が高いことは、探査部が測定した水のPH値が低いことで認識される。
また、本発明の漏洩CO2検出装置は、前記CO2検出部において、ガスクロマトグラフ法、ガスクロマトグラフ質量分析法、赤外分光法のうちの少なくとも一つによる分析が行われることを特徴とする。
この発明においては、CO2検出部が、ガスクロマトグラフ法、ガスクロマトグラフ質量分析法、赤外分光法のうちの少なくとも一つを行うことによって、被分析試料中のCO2の有無を認識する。
また、本発明の漏洩CO2検出装置において、前記CO2検出部及び前記同位体分析部は、単一のガスクロマトグラフ質量分析器であることを特徴とする。
この発明においては、ガスクロマトグラフ質量分析器が、CO2検出部と同位体分析部とを兼ねる。
この際、安定同位体同士の存在比率として13Cと12Cとの存在比率を用いた場合には、漏洩CO2と天然CO2との識別を特に容易に行うことができる。
この際、探査ステップ(探査部)を用いれば、CO2が検出される可能性が高い箇所から選択的に被測定試料を採取することができるので、測定の効率を高めることができる。更に、超音波の反射波を検出すること、水のPH値を測定することによって、CO2が検出される可能性の有無を容易に判定することができる。
また、ガスクロマトグラフ法、ガスクロマトグラフ質量分析法、赤外分光法によれば、特にCO2の検出を容易に行うことができる。
更に、ガスクロマトグラフ質量分析器を用いれば、CO2検出ステップと同位体分析ステップとを同一の装置を用いて一度に行うことができるため、装置構成や検査工程が簡略化される。
また、本発明の地中貯留CO2の漏洩モニタリング方法によれば、特に検出が困難であった海底の地中にあるCO2貯留層からの漏洩を的確に検知することができる。この際、上記の漏洩CO2検出方法を海上又は海中の船舶から実施することが可能であるため、広範囲にわたりこの漏洩のモニタリングを行うことができる。
20 海中部(漏洩CO2検出装置)
21 海中送受信部
22 海中制御部
23 探査部
24 サンプリング部(試料採取部)
30 海上部(漏洩CO2検出装置)
31 設定部
32 海上制御部(制御部)
33 海上送受信部
34 第1の分析部(CO2検出部)
35 第2の分析部(同位体分析部)
36 リファレンス用CO2ボンベ
40 ホース(漏洩CO2検出装置)
91 CO2圧入設備
92 CO2貯留層
93、96 配管
94 貯留CO2
95 CO2圧入用浮体
98 船舶
100 第1の地層
101 第2の地層
102 海水
103 気泡等
120 クラック
921 保護層
Claims (14)
- 燃料の燃焼によって生成されたCO2を貯留したCO2貯留層からの漏洩CO2を検出する漏洩CO2検出方法であって、
前記CO2貯留層の周囲の環境から被分析試料を採取する採取ステップと、
前記被分析試料中においてCO2が存在するか否かを判定するCO2検出ステップと、
前記被分析試料中に存在したCO2における安定同位体同士の存在比率を測定する同位体分析ステップと、
前記存在比率に基づいて、前記CO2には前記漏洩CO2が含まれるか否かを判定する判定ステップと、
を具備することを特徴とする漏洩CO2検出方法。 - 前記安定同位体同士の存在比率は、13Cと12Cとの存在比率であることを特徴とする請求項1に記載の漏洩CO2検出方法。
- 前記採取ステップの前に、
前記CO2貯留層近傍の環境に対して超音波を照射することによって気泡又は液滴の有無を認識する探査ステップを具備し、
前記採取ステップにおいて、前記気泡又は液滴が確認された箇所から前記被分析試料を採取することを特徴とする請求項1又は2に記載の漏洩CO2検出方法。 - 前記採取ステップの前に、
前記CO2貯留層近傍の環境のPH値を計測する探査ステップを具備し、
前記採取ステップにおいて、
前記PH値が所定の値よりも低い箇所から前記被分析試料を採取することを特徴とする請求項1又は2に記載の漏洩CO2検出方法。 - 前記CO2検出ステップにおいて、
ガスクロマトグラフ法、ガスクロマトグラフ質量分析法、赤外分光法のうちの少なくとも一つを用いてCO2の分析を行うことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の漏洩CO2検出方法。 - 前記CO2検出ステップ及び前記同位体分析ステップにおいて、
ガスクロマトグラフ質量分析器を用いてCO2の分析及び安定同位体同士の存在比率の測定を行うことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の漏洩CO2検出方法。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の漏洩CO2検出方法を用いて、海底の地中に設けたCO2貯留層からの漏洩CO2を検出することを特徴とする地中貯留CO2の漏洩モニタリング方法。
- 海上又は海中の船舶を用いて前記漏洩CO2検出方法を実施することを特徴とする請求項7に記載の地中貯留CO2の漏洩モニタリング方法。
- 燃料の燃焼によって生成されたCO2を貯留したCO2貯留層からの漏洩CO2を検出する漏洩CO2検出装置であって、
前記CO2貯留層の周囲の環境から被分析試料を採取する試料採取部と、
前記被分析試料中におけるCO2を検出するCO2検出部と、
前記被分析試料中に存在したCO2における安定同位体同士の存在比率を測定する同位体分析部と、
前記存在比率に基づいて、前記CO2に前記漏洩CO2が含まれるか否かを判定する制御部と、
を具備することを特徴とする漏洩CO2検出装置。 - 前記安定同位体同士の存在比率は、13Cと12Cとの存在比率であることを特徴とする請求項9に記載の漏洩CO2検出装置。
- 前記CO2貯留層近傍の環境に対して超音波を照射し、かつ該超音波の反射波を検出する探査部を具備し、
前記制御部は、前記反射波の分析結果に基づいて前記被分析試料を前記試料採取部に採取させることを特徴とする請求項9又は10に記載の漏洩CO2検出装置。 - 前記CO2貯留層近傍の環境のPH値を計測する探査部を具備し、
前記制御部は、前記PH値の測定結果に基づいて前記被分析試料を前記試料採取部に採取させることを特徴とする請求項9又は10に記載の漏洩CO2検出装置。 - 前記CO2検出部において、ガスクロマトグラフ法、ガスクロマトグラフ質量分析法、赤外分光法のうちの少なくとも一つによる分析が行われることを特徴とする請求項9から請求項12までのいずれか1項に記載の漏洩CO2検出装置。
- 前記CO2検出部及び前記同位体分析部は、単一のガスクロマトグラフ質量分析器であることを特徴とする請求項9から請求項13までのいずれか1項に記載の漏洩CO2検出装置。
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