CO2の直接的数値シミュレーション―実際の岩石における水反応溶解:排水過程における毛細血管数と湿度の影響

科学分野:

• 地化学
• 地質工学
• 環境科学

背景:

• 地質学的な炭素吸収には CO2 - 岩 - 流体相互作用の理解が必要です
• 毛穴スケールのダイナミクスは,大規模な封じ込め効率を制御します.

研究 の 目的:

• CO2の注入時のダイナミックな反応溶解を調査する.
• 毛細血管数と湿度が地化学反応に与える影響を分析する.
• 複雑な毛穴構造における化学種の進化を特徴づけること.

主な方法:

• 多孔スケールシミュレーション カップリング 2相流量,多成分輸送,地化学反応.
• 化学成分 (CO2,CO3^2−,HCO3^−,H+) の時間的および空間的進化の分析
• 平均pHの進化のための経験的式の開発.

主要な成果:

• 毛穴構造の異質性は,非均一な反応溶解と多様な水素化学反応を引き起こす.
• 急速なpH低下により,CO3^2と溶けたCO2の分布が変動する酸性状態が生じる.
• 毛細血管数と濡れやすさは,二相インターフェースの振る舞いを変化させることで,反応性溶解に大きく影響する.

結論:

• 孔のスケールのプロセスは,CO2の封じ込め地化学に重大な影響を及ぼします.
• 動的反応溶解は,流れ条件と湿度によって調節される.
• 貯水池の振る舞いを予測し,封じ込め戦略を最適化するために,これらの孔規模現象を理解することは不可欠です.