成果報告書詳細
管理番号20130000000883
タイトル平成22年度-平成24年度成果報告書 国際連携クリーンコール技術開発プロジェクト 中国での石炭起源のCO2のCCS-EOR適応に関する調査研究
公開日2013/11/12
報告書年度2010 - 2012
委託先名日揮株式会社 中外テクノス株式会社
プロジェクト番号P10017
部署名環境部
和文要約1.CCS-EOR(CCUS)全体システムの検討;調査した油田及びCO2排出源の中から、4カ所の油田と2カ所のCO2排出源を選定し、CO2供給事業、原油増産事業、全事業の3つの事業体を想定して、原油価格、CO2供給価格、CO2貯留価格、IRRをパラメータとして感度分析を実施した。検討の結果、現実的な事業にするには厳しい結果となった。これらの事業性を確保するためにはCO2に高価値を付けたCCS-EOR事業が必要であると考えられる。そこで、今後CCS-EOR事業開発推進には、JCM/BOCM制度だけでなく、キャップ・アンド・トレード制度の施行スキームやCCERなど、中国独自で開発されている国内制度を活用することも可能であるが、中国の国内制度を活用してCCS-EOR事業への投資を誘起するには、幾つかの制度的課題を解決する必要がある。また、EOR事業でCCSを行う場合は、CO2の貯留状況を確認するためのモニタリングが必要になるが、このコストの低減も課題である。CCS-EOR事業は、CCSに要する費用を増産原油によりカバーすることを目的とするが、現実的な事業とするためには、原油増産率が高い油田を選定することが最も重要である。中国におけるより広範な油田データが利用できれば、今回のモデルを適用していくことで、CCS-EOR事業に適した油田を一次スクリーニングしていくことが可能と考えられる。
2.貯留層評価技術の検討;中国における主力油田の大慶油田、勝利油田、遼河油田は生産性が停滞している。中国政府は油田の生産性停滞対策とCCS促進を同時に達成するために、吉林油田で2007年からCCS-EOR実証事業を実施している。中国の油田へ適用する貯留層モニタリング手法を選定するために、世界の主要なCCSプロジェクトにおけるCO2挙動モニタリング手法について調査した。CCSプロジェクトを商業ベースと研究ベースに分類すると商業ベースでは調査範囲の中ですべてのプロジェクトにおいて繰り返し反射法弾性波探査が実施されており、研究ベースでは観測坑井が掘削されるケースが多く、弾性波トモグラフィやVSPなど弾性波を用いた手法が多く使われている。本研究ではCCS-EORに有効なモニタリング手法として坑井間弾性波トモグラフィを選択し、中国の油田への適用性について検討した。坑井間弾性波トモグラフィでは震源の能力、フィールドでのノイズレベル、岩石物性によって適用できる坑井間の距離が決まる。中国石油から提供された砂岩試料を用いた室内試験結果、文献に記載された中国の油田の貯留層や遮蔽層の岩石物性を基に、貯留層におけるCO2プリュームの大きさを仮定し、観測される弾性波の波形を求めた。また、適用可能な坑井間距離は油田のノイズレベルにも左右されるため、観測波形の数値シミュレーションでは、ノイズレベルを変化させて、適用可能な坑井間距離を決定できることを示した。
3.微生物利用CO2再資源化技術の可能性検討;CCS-EOR高付加価値化技術として、中国油田を対象に微生物利用CO2再資源化技術開発にかかる調査を実施した。(1)中国油田での油層常在微生物の調査および(2)中国油田での油層常在微生物のスクリーニングを実施し、(3)油層常在菌群、分離菌の水素・メタン生成能を測定し反応を担う微生物能力を評価した。これらのデータに加え、中国油田の油層情報を基にして(4)微生物利用地中メタン再生技術の経済性を評価し大まかな経済性予測を実施した。その結果、好熱性原油分解水素生成細菌としての機能が期待される発酵細菌群および好熱性水素資化性メタン生成細菌の存在が確認され、これらの機能を有すると期待される水素生成菌候補株を2株およびメタン生成菌候補株を12株の分離培養に成功した。油層常在微生物近縁種を用いた模擬油層環境における微生物培養実験の結果、高い水素及びメタン生成能力があると判断され、当該油層における圧入CO2のメタン変換は速やかに起こると予測された。CCS-EORによる原油増産効果に加えて再資源化メタンの回収により経済的効果が期待され、当該技術の適用性は高いと考えられる。
英文要約1. Study of CCS-EOR (CCUS) the entire system; The cost considered in this study are both capital cost and operation cost of CO2 capture facilities, compression facilities, pipelines, wells, CO2 recycle facilities. Source of income comes from selling CO2, selling produced oil and storing CO2. IRR is used as an index to prove economic feasibility and are estimated for several combinations of sub oil fields and emission sources. When economic feasibility is judged, 3 entities (i.e. CO2 supplier, EOR operator and whole entities.) are considered and IRR is estimated for each of them. The result is not realistic values. If CO2 storage price is considered, these figure become more realistic in some cases, which are called CCS-EOR. Based on the results, to make an attractive business model of CCS-EOR, some frameworks including JCM/BOCM in Japan, Cap and Trade and CCER in China, are suggested to be applied. However, Chinese framework has some issues inherent to it and this should be resolved before it is applied. CCS-EOR business aims to compensate CCS cost with sales of incremental oil produced by EOR. Therefore, selecting a good oil field which produces oil efficiently and economically is most important. The developed model in this investigation is a preliminary tool to find such a good oil field and ultimately contributes to Chinese oil production.
2. Evaluating the reservoir” Overview; China started a CCS-EOR demonstration project at Jilin oil fields in 2007. The ongoing project is aimed at both enhancing oil recovery from the old oil fields and implementing carbon capture and storage or CCS concurrently. What methods are used for monitoring at major CCS projects in the world- Through the thorough research, we found that the method most frequently used is seismic monitoring. A cross-well seismic tomography or a VSP is also widely used particularly in a research project where observation wells are often drilled. In the seismic tomography, a distance between wells to which the method can be applied is determined by an intensity of hypocenter, physical properties of rock, and a noise level. The physical properties of rock were cited from the literatures on China’s oil fields and the rock properties in the world. Based on those, changes in a waveform according to the distance were calculated before and after CO2 injection. In the case of EOR, the noise level is likely to be larger than that in the literature, so that we determined the applicable distance of the wells by changing the noise level.
3. Research and study for development of microbial restoration of methane deposit in subsurface technology; The most expected method of CCUS is CCS-EOR. In addition, microbial regeneration of methane in subsurface using sequestered CO2 may give incentive to CCS-EOR process. Microbial communities inhabiting reservoir brine were investigated. It confirmed that presence of methane-producing thermophilic archaea and hydrogen-producing thermophilic bacteria in reservoir brine and succeeded in isolation of these microbes. Then, we performed hydrogen and methane production test, using synthetic reservoir brine with type strains of hydrogen-producing thermophilic bacteria and methane-producing thermophilic archaea. In this laboratory test, we confirmed hydrogen and methane production. It suggested that an oil field in China has high-potential for microbial regeneration of methane. It prospected that high energy recovery from restoration of methane, leads to economic effect to CCS-EOR process.
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