単位数: 2. 担当教員: 渡邉 則昭. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TMA-OES305J. 開講言語: 日本語.
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Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
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多孔質体における流動の基礎方程式を理解する。そして，地下におけるき裂内流動，多相流体，物質移行および熱移動等の移動現象を定量的に整理する基礎を身に付ける。
地下の移動現象の解析は，石油開発，天然ガス開発，地熱開発などの貯留層解析に必要とされるのみならず，地下水汚染修復、放射性廃棄物などの地層処分場システムの安全評価など，エネルギーフローに関する環境工学の基礎となる。本講義ではこれらのトピックスを取り込みながら講義を行う。最初に流体エネルギー資源の開発概要についても述べる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
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This lecture intends to understand the basic equations of fluid flow in porous media as reservoirs, and to master the fundamentals about reservoir engineering for analyzing quantitatively mass and heat transport phenomena in underground structures containing fracturing and multiphase flow.
Numerical analysis can provide fundamental information on the production of oil and gas, the extraction of geothermal energy, and the problems of soil contamination and carbon sequestration. A lot of practical examples on the topics are explained in this class.
流体力学を履修していることが望ましいが、履修していなくとも理解できるように解説する。
It is recommended to master fluid dynamics in advance, but this is not compulsory so that we explain easily to master the phenomena.
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授業計画
１．地圏移動現象論の概要
２．地圏移動現象における最近の話題（石油開発、メタンハイドレートなど）
３．地圏移動現象における最近の話題（土壌・地下水汚染修復、CO2地中貯留など）
４．流体の性質
５．貯留岩の性質
６．多孔質体内の単相流（多孔質体としての地質媒体，ダルシーの法則）
７．多孔質体内の単相流（絶対浸透率，孔隙率）
８．多孔質体内の多相流（濡れ相と非濡れ相，毛管圧，飽和率）
９．多孔質体内の多相流（相対浸透率曲線，毛管圧曲線）
１０．き裂内の単相流
１１．き裂内の多相流
１２．移流・拡散／分散・反応の連成現象（移流現象，拡散／分散現象，地化学反応）
１３．移流・拡散／分散・反応の連成現象（移流‐拡散／分散‐反応方程式）
１４．貯留層モデリング
１５．討論
総合試験またはレポート
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Lecture planning
1. Abstract of geo-fluid transport
2. Recent topics of geo-fluid transport phenomena ( Oil production, gas hydrates)
3. Recent topics of geo-fluid transport phenomena ( Soil contamination, CO2 storage)
4. Properties of geo-fluids
5. Properties of reservoirs
6. Single-phase flow in porous media (Geologic porous media, Darcy’s law)
7. Single-phase flow in porous media ( Absolute permeability, porosity)
8. Multi-phase flow in porous media ( Fluid phase, capillarity, fluid saturation)
9. Multi-phase flow in porous media ( Relative permeability and capillary pressure curves)
10. Single-phase flow in fractures
11. Multi-phase flow in fractures
12. Coupled phenomena of transport and reaction (Advection, diffusion/dispersion, geochemical reaction)
13. Coupled phenomena of transport and reaction
(Advection-diffusion/dispersion-geochemical reaction coupling)
14. Reservoir modelling
15. Discussion
到達目標や授業内容に応じた準備学習が求められる。履修者が自ら主体的に計画と目標を立て、自律的に準備学習に取り組むことを期待する。
Students are required to prepare for class according to the goal and contents of each class. Students are strongly expected to voluntarily develop a plan and goals and to undertake preparatory learning.
小テストおよびレポート
Short questionnaires and reports
いつでも可。ただし事前に連絡をとること。
Anytime, but need an appointment in advance.