Такой уровень детализации, естественно, требует современных методов, и один из таких методов находится в стадии разработки в Международном институте углеродно-нейтральных исследований энергии (I2CNER) Университета Кюсю и Департаменте инженерных ресурсов Земли.«Идея состоит в том, что если мы сможем создать подробную и реалистичную модель целевой породы-коллектора, мы сможем точно определить, как CO2 вытеснит воду», — объясняет ведущий и соответствующий автор Такеши Цуджи из I2CNER. «Затем мы можем использовать модель, чтобы помочь нам оценить емкость хранилища и риск утечки при улавливании CO2 под землей».Было проведено множество исследований прохождения CO2 через пористые породы, но они основаны на относительно простых компьютерных моделях, которые обычно предполагают, что поры имеют одинаковый размер и форму и равномерно распределены по породе. «Эти методы и простое лабораторное моделирование ограничивают нашу способность понять широкий спектр потенциальных резервуаров для хранения CO2 под землей», — говорит соавтор исследования Фэй Цзян.
Исследователи сканировали горные породы с помощью рентгеновской микрокомпьютерной томографии, технологии, аналогичной той, что используется в больницах, чтобы заглянуть внутрь человеческого тела, и объединили результаты с подробным математическим моделированием. Используя эту «цифровую модель горной породы», они смогли создать картину реального вытеснения воды CO2 под землей и определить оптимальные условия для хранения CO2 в реальных горных породах.Применение этого подхода к образцу песчаника позволило исследователям изучить движение жидкостей внутри породы с беспрецедентным уровнем детализации.
Это улучшает понимание процессов, которые происходят в микромасштабе внутри породы при закачке CO2. «Мы смогли определить основной режим вытеснения флюидов внутри нашего образца песчаника, — объясняет Цудзи, — а благодаря свойствам нашего песчаника мы можем определить, какие процессы являются наиболее доминирующими в природных породах, которые могут быть использованы для хранения СО2. " В будущем, если образцы горных пород будут доступны из потенциального коллектора, этот метод может быть использован для анализа потенциала хранения горных пород и внесения вклада в развитие CCS как жизнеспособного метода удаления CO2.Статья «Характеристика процессов вытеснения несмешивающейся жидкости с различными капиллярными числами и отношениями вязкости в трехмерном природном песчанике» была опубликована в журнале «Advances in Water Resources».