原油増進回収におけるCO<sub>2</sub>/油系溶解現象の 分子動力学解析  [in Japanese] Analysis of Molecular Dynamics of CO<sub>2</sub>/Oil DissolutionPhenomena in Enhanced Oil Recovery  [in Japanese]

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Author(s)

    • 植村 豪 UEMURA Suguru
    • 東京工業大学 理工学研究科 機械制御システム専攻, 〒152-8550 東京都目黒区大岡山2-12-1 Department of Mechanical and Control Engineering, Tokyo Institute of Technology,2-12-1, Ookayama, Meguro-ku, Tokyo, 152-8550, Japan
    • 小寺 厚 ODERA Atsushi
    • 東京工業大学 理工学研究科 機械制御システム専攻, 〒152-8550 東京都目黒区大岡山2-12-1 Department of Mechanical and Control Engineering, Tokyo Institute of Technology,2-12-1, Ookayama, Meguro-ku, Tokyo, 152-8550, Japan
    • 津島 将司 [他] TSUSHIMA Shohji
    • 東京工業大学 理工学研究科 機械制御システム専攻, 〒152-8550 東京都目黒区大岡山2-12-1 Department of Mechanical and Control Engineering, Tokyo Institute of Technology,2-12-1, Ookayama, Meguro-ku, Tokyo, 152-8550, Japan
    • 河村 雄行 KAWAMURA Katsuyuki
    • 岡山大学 環境生命科学研究科 環境科学専攻, 〒700-8530 岡山市北区津島中3-1-1 Graduate Schole of Environmental Sience, Okayama University, 3-1-1,Tsushima-Naka, Kita-ku, Okayama, 700-8530, Japan
    • 平井 秀一郎 HIRAI Shuichiro
    • 東京工業大学 理工学研究科 機械制御システム専攻, 〒152-8550 東京都目黒区大岡山2-12-1 Department of Mechanical and Control Engineering, Tokyo Institute of Technology,2-12-1, Ookayama, Meguro-ku, Tokyo, 152-8550, Japan

Abstract

CO<sub>2</sub>を用いた原油増進回収(Enhanced Oil Recovery, EOR)は,原油が取り残された油田にCO<sub>2</sub>を圧入することで原油回収率を高める技術であり,原油の増産と同時に二酸化炭素の隔離が可能な技術として,近年注目されている.EORでは油田中に圧入されたCO<sub>2</sub>が残存油に溶解することで,粘性低下,体積膨張など,油の物理化学的性状が変化し,原油回収率が高まるとされている.油へのCO<sub>2</sub>の溶解が原油回収率の向上と密接に関係していると考えられるものの,CO<sub>2</sub>の溶解に関するメカニズムは未だ解明されていない.このため,本研究では油へのCO<sub>2</sub>の溶解に関して分子論的な知見を得ることを目的とし,分子動力学シミュレーションを行った.単成分系を仮定した油(シクロヘキサン,C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>)を用い,CO<sub>2</sub>が溶解した平衡状態において解析を行い,さらに分子間相互作用の一つであるクーロン相互作用が溶解現象に及ぼす影響についても考察した.その結果,油に対してCO<sub>2</sub>がクラスター構造を伴って溶解していることを示した.

Carbon dioxide enhanced oil recovery (CO<sub>2</sub>-EOR) is a technique to recover the residual oil from oil reservoirs by injection of CO<sub>2</sub>. CO<sub>2</sub> dissolution causes changes in the physical-chemical properties of oil, resulting in improvement in the oil recovery efficiency. However, the fundamental dissolution mechanism is not clear. To clarify it, we have investigated CO<sub>2</sub> dissolution phenomena in cyclohexane (C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>) using molecular dynamics simulations. The results show that CO<sub>2</sub> dissolves in C<sub>6</sub>H<sub>12</sub> by forming a cluster structure. The dissolution state of CO<sub>2</sub> in C<sub>6</sub>H<sub>12</sub> is discussed by comparing with the dissolution state of H<sub>2</sub>O in C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>, and the electric fields around CO<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>O, and C<sub>6</sub>H<sub>12</sub> are analyzed from the viewpoint of molecular polarity and coulomb interactions. As a result, the CO<sub>2</sub> dissolution state with cluster formation is considered to be strongly dominated by the similarity of the shape and size of the electric fields around CO<sub>2</sub> and C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>.

Journal

  • Journal of Computer Chemistry, Japan

    Journal of Computer Chemistry, Japan 12(4), 222-229, 2013

    Society of Computer Chemistry, Japan

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130003382718
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AA11657986
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    1347-1767
  • NDL Article ID
    025190228
  • NDL Call No.
    Z74-C857
  • Data Source
    NDL  J-STAGE 
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