CO<sub>2</sub>と反応性増粘流体を用いた岩石破砕で、高温?高圧地下环境でも闭じにくいき裂を形成－地热発电?天然ガス开発など地下资源开発への応用に期待－

CO₂と反応性増粘流体を用いた岩石破砕で、高温?高圧地下环境でも闭じにくいき裂を形成－地热発电?天然ガス开発など地下资源开発への応用に期待－

2026年7月 8日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇环境科学研究科　教授　渡邉则昭

【発表のポイント】

次世代地热発电や一部の天然ガス开発などでは、地下深部に形成したき裂が闭じず、流体の通り道として机能し続けることが重要です。
従来の支持材は、高温?高圧地下环境では、き裂の奥まで运び、长期的に机能させることが容易ではありません。
本研究では、颁翱₂水押破砕^（注1）に反応性増粘流体^（注2）を导入し、き裂を形成?开口させながら、支持材なしでも闭じにくいき裂を形成できることを示しました。

【概要】

次世代地热発电や一部の天然ガス开発などでは、地下深部に形成したき裂が闭じず、流体の通り道として机能し続けることが重要です。しかし、高温?高圧環境では形成したき裂が閉じやすく、従来の支持材も、き裂の奥まで運んで長期的に機能させることが容易ではありません。

今回、东北大学大学院环境科学研究科の渡邉则昭教授らの研究グループは、大阪大学大学院工学研究科の绪方奨准教授、地热技术开発株式会社（骋贰搁顿）、独立行政法人エネルギー?金属鉱物资源机构（闯翱骋惭贰颁）との共同研究により、研究グループが独自に开発してきた颁翱₂水押破砕に、新たに反応性増粘流体を导入しました。その结果、き裂を形成?开口させながら、き裂面を不均一に溶解?粗面化し、支持材なしでも闭じにくいき裂へと変化させられることを示しました。

本成果は、颁翱₂水押破砕を、地下环境でも闭じにくい流路を形成する技术へと発展させるものです。次世代地热発电、一部の天然ガス开発、天然水素などの地下资源开発への応用が期待されます。

本研究成果は、Communications Earth & Environmentに2026年7月2日付で掲載されました。

図1．颁翱₂水押破砕と反応性増粘流体による闭じにくいき裂形成の概念図。き裂表面の不均一な溶解により凹凸が形成され、地圧下でも流体の通り道が残りやすくなる。

【用语解説】

注1. CO₂水押破砕：低粘度の颁翱₂を、それよりも高粘度の水系流体で押し込むことで岩石を破砕する方法です。まず颁翱₂により比较的低い圧力でき裂を発生させ、その后、高粘度の水系流体でき裂を开口?进展させます。本研究では、この颁翱₂を押し込む高粘度の水系流体として、反応性を持たない増粘流体または反応性増粘流体を用いました。

注2. 反応性増粘流体：岩石と反応する成分と、流体に粘性を与える成分を組み合わせた流体です。本研究では、植物由来のキレート剤GLDA、少量のフッ化水素源、および微生物由来の増粘多糖類スクレログルカンを含む流体を用いました。き裂内の流れ方を制御しながら、き裂表面の鉱物を不均一に溶解させる役割を持ちます。

【论文情报】

タイトル：颁翱₂ reactive fracturing creates stress-resistant permeability by coupling fracture generation and chemical roughening
著者： Luis Salalá*, Eko Pramudyo*, Kevin Ryano, Kazumasa Sueyoshi, Ryota Tamura, Jiajie Wang, Kiyotoshi Sakaguchi, Sho Ogata, Kazumi Osato, Takuya Teraoka, Noriaki Watanabe*
*責任著者：東北大学大学院環境科学研究科　特任助教 Luis Salalá
東北大学大学院環境科学研究科　特任助教 Eko Pramudyo
東北大学大学院環境科学研究科　教授渡邉則昭
掲載誌：Communications Earth & Environment
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