多孔質中にトラップされたCO₂ の他のガス種と比較して特異な溶解挙動

抄録

多孔質内にトラップされているガスの流動している水相への溶解は二酸化炭素地下貯留（GCS）などの様々な水理学的分野において重要な過程である。GCS では，CO₂ の溶解により，貯留層圧力変化や浮力によるリークリスクの低減につながるため溶解速度は安全性評価において重要な観点になる。本研究ではCO₂, O₂, N₂, と Ar の４種のガスの多孔質中での溶解プロセスの違いを比較検討した。CO₂ は他のガスに比べて極めて特徴的な溶解挙動を示すことを見出した。CO₂ は他のガスに比べて溶解度が一桁程度大きいため，初期の溶解が非常に速く，トラップされたCO₂ 気 泡の周りに飽和水の膜が形成される。この飽和膜の存在がCO₂ の物質輸送係数を低下させていると考えられる。