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資源開発システム工学

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科目ナンバリング
  • G-ENG01 6A402 LJ77
  • G-ENG02 6A402 LJ77
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 金1
教員
  • 村田 澄彦(工学研究科 准教授)
  • 柏谷 公希(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 私たちの生活にとって不可欠な鉱物資源及びエネルギー資源の探鉱から開発生産までを環境保全及び環境調和の観点も含めて講述する。また,石油・天然ガスの埋蔵量と生産挙動の評価を行う貯留層工学の基礎と応用について詳しく講述する。また,現代の資源開発で環境負荷を低減するために用いられている手法や技術について概観した上で,これら技術の背景となる理論について講義する。また,鉱廃水処理などに適用可能な地球化学モデリングの基礎を学ぶ。
到達目標 貯留層における石油・天然ガスの置換挙動を理解し,その評価法を習得する。また,資源開発の流れとその中で環境負荷低減のために用いられている手法,技術,それらの理論的背景について理解し,それらについて説明できるようになる。さらに,初歩的な地球化学モデリングを行えるようになる。
授業計画と内容 第1回 資源の探鉱から開発生産まで
    社会・経済の持続的な発展に不可欠となる鉱物資源及びエネルギー資源の探鉱から開発生産までのプロセスについて環境保全及び環境調和の観点も含めて講述する。
第2回 貯留層工学の基礎概念
    貯留岩の基本特性,貯留層圧力,石油・天然ガスの回収率などの貯留層工学の基礎概念について解説する。
第3回 貯留層流体の相挙動
    PVT試験と相挙動,貯留層流体特性,相挙動計算のための状態方程式について解説する。
第4回 放射状流の基礎方程式(その1)
    坑井に対する貯留層流体の放射状流の基礎方程式を導出し,疑似定常状態と定常状態それぞれに対する坑井のInflow式について説明する。
第5回 放射状流の基礎方程式(その2)
    油を一定の生産レートで生産した時の坑井に対する放射状流の基礎方程式を解き,坑底圧力の時間変化を与える(Constant Terminal Rate Solution)を求める。
第6回 油井の坑井テスト解析(その1)
    油井に対する坑井テストの方法とその解析に用いる基礎式について説明する。
第7回 油井の坑井テスト解析(その2)
    油井に対する坑井テスト解析の演習を行う
第8回 ガス井の坑井テスト解析(その1)
    ガス井に対する坑井テストの方法とその解析に用いる基礎式について説明する。
第9回 ガス井の坑井テスト解析(その2)
    ガス井に対する坑井テスト解析の演習を行う
第10回 貯留層内における水による油置換の基礎理論(その1)
     Fractional flow 理論と水による油の1次元置換に対するBuckley-Leverettの式について解説し,Welgeの方法による油回収率評価法について説明する。
第11回 貯留層内における水による油置換の基礎理論(その2)
     Fractional flow 理論に基づく,貯留層における油水分離流動状態での置換,毛細管圧力遷移帯を有する流動状態での置換,多層からなる貯留層での置換,それぞれに対する油回収率評価法について解説する。
第12回 石油増進回収法
     ケミカル攻法,ガス攻法,熱攻法などの各種石油増進回収法について説明する。
第13回 資源開発と環境負荷
     資源開発の流れと資源開発が環境に与える影響について,実例を示しながら解説する。また,環境負荷を低減するために用いられている技術について説明する。
第14回 環境負荷低減技術の理論的背景
     資源開発で発生する坑廃水など,有害物の処理に関連する理論について解説する。
第15回 地球化学モデリングの基礎
     地球化学モデリングの基礎について解説するとともに,地球化学モデリングコードであるphreeqcを用いて廃水処理を想定した簡単な演習を行う。
成績評価の方法・観点 講義中に課すレポート課題(2~3回)の成績の平均点で評価する。
履修要件 大学学部レベルの微分積分学の知識を有していることが望ましい。
授業外学習(予習・復習)等 指定の参考書を用いた自習が望ましい。
教科書
  • 講義プリントを配布する。
参考書等
  • Fundamentals of Reservoir Engineering, 19th impression, L. P. Dake, (Elsevier), ISBN: ISBN:9780444418302