重力驱动的控制流体和碳酸盐沉分布在断裂中的控制
Zhenyu Xu1, Hongfan Cao2, Seonkyoo Yoon2
1Department of Physics & Astronomy, Purdue University, West Lafayette, IN, 47907, USA.
重力驱动的流体动力学控制岩石裂中的二氧化碳封存. 液体流形成,限制矿物沉和密封效率,特别是在倾斜的断裂中.
科学领域:
- 地质化学 地质化学
- 流体动力学 流体动力学
- 地质封存地质封存
背景情况:
- 地下岩石中二氧化碳的捕获带来了挑战.
- 液体注入骨折和随后的地化学相互作用是关键因素.
- 了解骨折中的流体行为对于有效的隔离至关重要.
研究的目的:
- 研究重力驱动化学动力学对流体混合和碳酸盐矿物质在断裂中的分布的影响.
- 为了确定断裂倾斜如何影响流体流道形成和降水模式.
主要方法:
- 在骨折中的流体动力学的光学成像.
- 流体流动和地化学相互作用的数值模拟.
- 使用可混合液体和诱导降水的受控实验.
主要成果:
- 混合性流体之间的密度对比产生了一个由重力驱动的跑道.
- 跑道的延伸度随着断裂倾斜度从垂直下降而增加.
- 跑道的稳定性是由层状流中的3D旋流维持的.
- 在倾斜的骨折 (>10°) 中,碳酸沉量仅限于<15%的骨折表面.
- 水平断裂 (0°) 显示表面降水均.
结论:
- 断裂方向显著影响通过矿化对二氧化碳捕获的有效性.
- 由于不受阻碍的降水,水平骨折更容易发生均密封.
- 倾斜的断层呈现出由流体流道控制的有限降水区,可能会阻碍均密封.
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