蘇北盆地の断層型閉塞におけるCO₂地質貯留プロセスの安全性問題に対し、断層の閉塞性、覆い層の閉塞性、および井筒の安全性を総合的に考慮し、理論計算や室内実験などの手法を組み合わせて、それぞれの安全性境界を明確にした。断層閉塞性に関しては断層連通確率モデルを構築し、覆い層閉塞性に関しては実験試験により臨界圧力を特定し、井筒安全性に関しては老朽井戸でのCO₂注入基準を確立した。断層、覆い層、井筒の安全境界を明確にした上で、数値シミュレーション技術を用いてCO₂地質貯留シミュレーションを行い、貯留能力を計算した。シミュレーションの過程では、断層、覆い層、井筒の圧力状況が安全境界に達した場合、モデルはシミュレーション計算を停止する。シミュレーションモデル内のCO₂貯留量を計算し、貯留位置が占める空隙体積などの重要なパラメータを分析することで、蘇北断層型閉塞に対するCO₂地質貯留能力の計算法を構築した。連続注入と排水注入の2方式を用いて、蘇北の断層型閉塞のCO₂地質貯留能力を計算した。結果は、閉塞を支配する主断層の開口圧力がそれぞれ42.9、44.8 MPa、覆い層の破裂圧力は最高40.5 MPa、ケーシングの破裂圧力は45 MPa、連続注入および排水注入に対応する貯留係数はそれぞれ0.04、0.03 t/m³であることを示した。排水注入過程では、採水井が地層水の一部を採取するため、圧力上昇速度が連続注入よりも遅く、最終的にCO₂の貯留量がより多い。また、排水注入方式ではCO₂貯留位置が占める空隙体積が著しく増加し、CO₂貯留係数が連続注入方式よりも小さい。

CO₂地質貯留;断層型閉塞;安全性;数値シミュレーション;貯留能力