Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Kullsyre lagret under jorden kan finne flere måter å unnslippe

Anonim

Når karbondioksid lagres under jorden i en prosess kjent som geologisk sekvestrasjon, kan den finne flere rømningsveier på grunn av kjemiske reaksjoner mellom karbondioksid, vann, bergarter og sement fra forlatte brønner, ifølge Penn State-forskere.

annonse


Forskerne undersøkte egenskapene til porøse bergarter som karbondioksid injiseres i. Disse bergarter, kjent som vertsberg, fungerer som beholdere for karbondioksid. Laget så på to rikelig vertsberg, kalkstein og sandstein, som har forskjellige kjemiske egenskaper.

"Vi var interessert i å undersøke disse bergarter fordi de er mye funnet under jorden, men det har vært bekymringer for at karbondioksid kan rømme når det er injisert under jorden, " sa Li Li, lektor i petroleums- og naturgassingeniør. "Selv om det ikke rømmer ut til jordens overflate, er det bekymringer for at det kan lekke inn i grunnvann som drikker vann."

I tillegg til å møte vertsberg kan kullsyre lagret under jorden også kontakte og oppløses i saltvannsforekomster. Når dette skjer, øker karbondioksidets surhet i saltvannet. Salt-karbondioksidblandingen med høy surhet kan løse visse typer bergarter, som kalkstein, samt sementhyller på forlatte olje- og gassbrønner.

"Hvis denne plume av karbondioksid-mettet saltlake når en forlatt brønn, vil den reagere med sementen, " sa Zuleima Karpyn, lektor i petroleums- og naturgassingeniør og Quentin E. og Louise L. Wood fakultetskollega i petroleum og natur Gassingeniør. "Dette kan åpne opp sprekker i sementen, avhengig av forholdene, noe som vil øke sannsynligheten for at karbondioksid slippe unna. Vi prøvde å vurdere hva som ville skje i prosessen hvis vertsrocken selv skulle reagere med karbondioksid-saltvannsblandingen ."

For å gjenskape naturlige innstillinger utførte forskerne et forsøk ved å flyte kullsyreholdig saltvann inn i to forskjellige systemer - sement innebygd i en sandstein vertsrock og sement innebygd i kalkstein. De overvåket de kjemiske reaksjonene som fant sted og målte forandringer som fant sted i vertsberg og sement. Deres funn, publisert i dagens utgave av International Journal of Greenhouse Gas Control, indikerer at vertsbergene kan skape forskjellige typer rømningsveier. Saltvann-karbondioksidoppløsningen oppløste deler av kalkstenen, noe som senket oppløsningenes surhet. I løpet av åtte dager mistet kalksten 3 prosent av sin masse og ble 24 ganger mer permeabel enn ved reaksjonens start, noe som betyr at væsker og gasser kan bevege seg gjennom det mye lettere. Kullsyre-saltvannsvæsken ble også mindre sur i oppløsningen. Som et resultat oppløses det ikke noe av sementen.

"I kalksteinsinteraksjonene blir selve steinen det dominerende mediumet for oppløsningsreaksjonen mens sementen var den sekundære reaktanten, " sa Karpyn. "Dette betyr at borehull er mer sannsynlig å holde seg intakt hvis du har kalkstein. Men oppløsning av kalkstein kan skape lekkasjebaner, for eksempel ved å danne fingerlignende kanaler av oppløst stein."

Forskerne fant det motsatte for å være sant for sandsteinprøven. I stedet for å oppløse sandstenen, forringet løsningen sementen. Sandstenen mistet veldig liten masse, og sementen mistet masse og ble mer porøs.

Disse funnene markerer kompleksiteten av underjordisk karbonfiksering, som er en undersøkelsesprosess som en metode for å redusere karbondioksidnivåer i atmosfæren.

Prosessen med å vurdere om et nettsted er egnet for injeksjon, må være systemspesifikk og ta hensyn til ikke bare kjennskap og sammensetning av bergarter, men også lettheten som vann og karbondioksid kan strømme gjennom vertsbergarter, sier Li. Peilin Cao, Penn State Ph.D. student, samarbeidet med denne forskningen.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Penn State . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Peilin Cao, Zuleima T. Karpyn, Li Li. Rollen av vertsrockegenskaper ved å bestemme potensielle CO2-migreringsbaner . International Journal of Greenhouse Gas Control, 2016; 45: 18 DOI: 10, 1016 / j.ijggc.2015.12.002