JP7149712B2 - 二酸化炭素の地中貯留方法、及び二酸化炭素の地中貯留装置 - Google Patents
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Description
また、簡便な構成によって、上述の二酸化炭素の地中貯留方法に適用可能な二酸化炭素の地中貯留装置を提供することを課題とする。
[1] 二酸化炭素を海底下地層中の帯水層に貯留する方法であって、海底面から所定の深さまで存在する、二酸化炭素ハイドレートを生成可能な圧力条件及び温度条件を満たす二酸化炭素シール領域よりも下方に、水を含まない二酸化炭素を圧入して二酸化炭素貯留領域を形成し、前記二酸化炭素シール領域は、地中温度が10℃以下の領域であり、且つ、水深450m以深の海底面から所定の深さまで存在するとともに、地層厚が100m以上であり、さらに、前記二酸化炭素貯留領域に圧入された水を含まない二酸化炭素が、海水との密度差による浮力で上昇して自己ハイドレート化する領域であり、海面から600m以深において、地中温度が20℃以上であるとき、前記二酸化炭素貯留領域における圧力が6MPa以上となるように、水を含まない二酸化炭素を圧入する深さを調整して圧入する、二酸化炭素の地中貯留方法。
[2] 液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素を圧入する、上記[1]に記載の二酸化炭素の地中貯留方法。
また、本発明の二酸化炭素の地中貯留装置によれば、簡便な構成によって、上述の二酸化炭素の地中貯留方法に適用できる。
先ず、本発明を適用した一実施形態である二酸化炭素の地中貯留装置(以下、単に「貯留装置」と称することがある)について説明する。図1は、本発明を適用した一実施形態である貯留装置1の構成を示す断面図である。また、図2は、二酸化炭素貯留領域とTPシール領域の境界を示すグラフである。また、図3は、海面からの深さと海水の温度との関係、及び、海底面からの深さと地中の温度との関係を示すグラフである。なお、図3は、これらの関係の一例を示したグラフであり、これらの関係は海域によって異なるグラフとして示される。
海上プラットフォームとしては、例えば、固定式又は浮遊式等のものが挙げられる。
固定式の海上プラットフォームとしては、例えば、高強度の鋼材等から組み立てられた構造物を、海底面Fに直接固定して構築されたもの等が挙げられる。
また、浮遊式の海上プラットフォームとしては、例えば、半潜水式の船舶等からなるものが挙げられる。
図1に示す例の貯留装置1においては、海水W上に船舶5が浮かべられ、この船舶5上に二酸化炭素供給源2が設置されている。
また、図示例においては、船舶5上に設置された圧送設備3から、供給ラインLを介して、海底面Fを起点に設けられた圧入井4に二酸化炭素(CO2)が供給されるように構成されている。
また、圧送設備3と圧入井4とを接続する供給ラインLとしては、例えば、海水中で使用可能な金属又は樹脂材料からなる配管部材を何ら制限無く採用することができる。
なお、圧送設備3としては、上記のような、船舶5等の海上プラットフォーム上に設置されたものには限定されず、例えば、陸上や海底面Fに圧送設備を設置することも可能である。
圧入井4は、例えば、ボーリング等によって掘削された孔井からなる、二酸化炭素(CO2)の注入・圧入孔である。
以下、本発明を適用した一実施形態である二酸化炭素の地中貯留方法(以下、単に「貯留方法」と称することがある)について、図1~3を適宜参照しながら説明する。
在来型天然ガスは、気密性が高い泥岩等のキャップロックがシール層として機能することで、地層中に貯まっている。
シェール・ガスは、そのDNAの分析から、石油根源岩とされる頁岩(shale)から石油(shale oil)と同時に生産されることが明らかになっている。
メタンハイドレートは、大陸縁辺の海底下地層や、永久凍土層で固体として存在することが確認されており、上記のようなキャップロックは存在しないものの、ハイドレート化する温度と圧力との条件により、所謂シール機能を果たすシール層が形成される。
また、シェール・ガスは、頁岩あるいは石炭層にメタンが吸着することで存在し、二酸化炭素も吸着することが知られている。
上記のように、自然に存在する天然ガスは、それぞれ異なるシール機能で地層内に封じ込められている。このようなシール機能、即ち、自然の条件を利用することで、二酸化炭素についても地中貯留が可能となる。
以上説明したように、本実施形態の二酸化炭素の地中貯留方法によれば、二酸化炭素(CO2)を地中に貯留する際の目詰まりが生じることなく、且つ、効率良く大量の二酸化炭素(CO2)を貯留することが可能になる。
また、本発明の二酸化炭素の地中貯留装置によれば、簡便な構成によって、上述の二酸化炭素の地中貯留方法に適用できる。
2…二酸化炭素供給源
3…圧送設備
4…圧入井
5…船舶
L…供給ライン
M…海面
W…海水
F…海底面
U…海底下地層
A…帯水層
S…TPシール領域(二酸化炭素シール領域)
G…二酸化炭素貯留領域
Claims (2)
- 二酸化炭素を海底下地層中の帯水層に貯留する方法であって、
海底面から所定の深さまで存在する、二酸化炭素ハイドレートを生成可能な圧力条件及び温度条件を満たす二酸化炭素シール領域よりも下方に、水を含まない二酸化炭素を圧入して二酸化炭素貯留領域を形成し、
前記二酸化炭素シール領域は、地中温度が10℃以下の領域であり、且つ、水深450m以深の海底面から所定の深さまで存在するとともに、地層厚が100m以上であり、さらに、前記二酸化炭素貯留領域に圧入された水を含まない二酸化炭素が、海水との密度差による浮力で上昇して自己ハイドレート化する領域であり、
海面から600m以深において、地中温度が20℃以上であるとき、前記二酸化炭素貯留領域における圧力が6MPa以上となるように、水を含まない二酸化炭素を圧入する深さを調整して圧入する、二酸化炭素の地中貯留方法。 - 液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素を圧入する、請求項1に記載の二酸化炭素の地中貯留方法。
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