研究テーマ

光ファイバー実証試験概要（国内・海外)

海外

実証サイト	米国ノースダコタ	豪州Otway	豪州パース南部
目的	大規模CO₂圧入サイトでのCO₂モニタリング技術実証（地層安定性・坑井健全性監視や微小振動・自然地震観測含む）	浅部地層中の断層からのCO₂漏洩検知技術開発	断層安定性評価や断層破砕帯の力学的・水理的特性評価技術の技術開発
技術の実証項目	光ファイバーによる温度DTS、音響DAS、ひずみDSSマルチセンシング計測技術、CO₂モニタリングコスト削減	光ファイバーひずみと温度測定によって、断層破砕帯からのCO₂漏洩検知および地中挙動の追跡	新規坑井に設置した光ファイバーを用いたひずみ・温度測定によって、深部地層中の断層安定性評価・地質力学解析技術の開発
アウトプット	光ファイバーマルチセンシング（DTS/DAS/DSS）方式のCO₂モニタリング技術の確立	断層からのCO₂漏洩検知技術や漏洩評価技術の確立	CO₂圧入サイト周辺の断層安定性監視技術や地質力学解析による安定性評価技術の確立
これまでの実施状況	圧入開始から約38万トン圧入まで、米国EPA法規適合証明済のCO₂モニタリングを実施してきたほか、計測システムの最適化や運用ノウハウ・知見を蓄積	新規坑井に光ファイバーを設置し、断層破砕帯への水やCO₂圧入試験を実施し、温度やひずみ等の観測データ解析中	追加の2D弾性波探査による断層分布状態調査、地震観測による活動性調査、断層破砕帯を貫く新規坑井の掘削や光ファイバーの設置、断層破砕帯特性解析手法を検討中
今後の実施計画	実用化規模100万トン圧入までの光ファイバーマルチセンシング方式CO₂モニタリング技術を実証すると共に、従来法に比べて20％以上のCO₂モニタリング手法を提案	断層破砕帯や浅部堆積層中のCO₂漏洩挙動シミュレーション等を通じて漏洩検知技術を確立、CO₂圧入に伴う下部断層の活動性評価	流体圧入用新規坑井を掘削し、光ファイバーを設置する。水やCO₂圧入時の断層安定性評価や破砕帯物性評価に基づく地質力学解析による断層安定性解析技術や断層活動性評価手法を開発
実施体制	・二酸化炭素地中貯留技術研究組合・North Dakota大学エネルギー環境研究センター（EERC）・CCS事業者Red Trail Energy 　(GEVOが2024年12月に買収）	・二酸化炭素地中貯留技術研究組合・CO₂CRC/Curtin Univ of Technology ・Geoscience Australia 　（国立研究機関）	・二酸化炭素地中貯留技術研究組合・オーストラリア連邦科学産業研究機構（CSIRO、国立研究機関）
国内への展開	国内CCS事業サイトにおいて、地下のCO₂分布域、坑井健全性や地層安定性を含む低コストモニタリング手法の実用化	国内サイトにおける潜在的CO₂漏洩検知の実用化、地元住民等とのリスクコミュニケーションに活用	国内サイト周辺の断層安定性解析技術の実用化、地元住民とのリスクコミュニケーションに活用

国内

実証サイト	茂原サイト１	茂原サイト２
目的	ひずみ測定用光ファイバー設計の基礎試験（ひずみ測定感度、ケーブル外装被覆方法等）、国内深部塩水層の砂泥互層の圧入性試験	光ファイバーひずみ測定による坑井間の圧力干渉効果を基づく複数坑井（圧入井、圧力調整井）配置の最適化
技術の実証項目	異なる被覆仕様の光ファイバーケーブルの性能評価、高感度かつ高耐久性ケーブル設計	光ファイバー設置坑井周辺の生産井や還元井の生産活動に応じた圧力干渉／光ファイバーひずみ測定
アウトプット	砂泥互層への流体圧入性解析時のモデリング手法の確立、ステンレス管被覆光ファイバーケーブル仕様設計の確立、2012年に設置した光ファイバーの耐久性確認	従来の地下探査情報に加えて、圧力干渉に伴う光ファイバーひずみ測定結果も取り込んだ最適な坑井間の距離等の最適配置手法の確立
これまでの実施状況	高感度・高耐久性のステンレス管被覆光ファイバーケーブルの設計を完了、揚水や水圧入等に伴う地層変形を光ファイバーで測定し、砂泥互層中の流体挙動を評価	光ファイバー設置坑井周辺（10km x 10km）の広域地質調査、周辺坑井との坑間距離および方向性調査、周辺坑井の生産活動情報収集、光ファイバーひずみ測定
今後の実施計画	2012年に設置した光ファイバーを用いて、CO₂圧入サイトの長期観測に適した光ファイバー耐久性の評価	辺坑井の生産活動に伴う光ファイバーひずみ測定結果と広域地質調査結果との統合的解釈、統合的解釈に基づく最適な坑井間距離や方向性（水理的異方性考慮）
実施体制	二酸化炭素地中貯留技術研究組合	二酸化炭素地中貯留技術研究組合
国内への展開	国内CCS事業サイトにおいて、CO₂圧入井、観測井への設置、長期挙動観測への実用化	国内CCS事業サイトにおいて、CO₂圧入井や圧力調整井の最適配置