(Theme session) Recent trends in the development and utilization of coal and other energy resources

11:20 AM - 11:40 AM JST(2:20 AM - 2:40 AM UTC)

[3306] Molecular Dynamics Study of CH₄ Desorption from Kerogen Nanopores during CO₂ Injection

○Ryotaro Baba¹, Sumihiko Murata¹, Kazuya Kobayashi¹ (1. Kyoto university)

Chairperson: 濱中晃弘（九州大学）

Keywords:

Shale Gas,Kerogen,CO2 Enhanced Gas Recovery and Storage,Competitive Adsorption,Molecular Dynamics Simulation

CO_2-EGRS(Enhanced Gas Recovery and Storage)は一次回収後の地層内にCO₂を圧入し、天然ガス(CH₄)を脱着させることで、CO₂地下貯留とガスの増進回収を両立する技術である。しかし、CO₂圧入にともなう地層の圧力増加分(ΔP)に対するCH₄脱着率の変化や、ケロジェン分子の化学組成が脱着挙動に及ぼす影響は十分に解明されていない。本研究では、温度を350 Kとし、一次回収後の地層圧力を10、20、30 MPaとした3条件において、2種類のケロジェンモデルを用いた分子動力学シミュレーションを行い、CH₄脱着率を評価した。その結果、いずれの条件でもΔPの増加に伴いCH₄脱着率は上昇したが、CO₂の吸着サイトが飽和すると、それ以上ΔPを増加させても脱着率の増加は限定的であった。また、CO₂はケロジェン中の酸素原子に強く吸着することが判明し、酸素原子を除いたケロジェンモデルでは、CO₂の吸着量が減少しCH₄脱着率も低下した。以上より、CO₂-EGRSの効率化には、適切な圧力増加分に加え、ケロジェン中の酸素原子量を考慮することが重要であると示された。