Reacciones Experimentales y Modeladas de CO y SO con el Núcleo de un Acuífero de Baja Salinidad que Superpone un Complejo de Almacenamiento de CO Objetivo
Autores: Pearce, Julie K.; Dawson, Grant K.W.; Sommacal, Silvano; Golding, Suzanne D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Reacciones Experimentales y Modeladas de CO y SO con el Núcleo de un Acuífero de Baja Salinidad que Superpone un Complejo de Almacenamiento de CO Objetivo
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Co
Acuíferos
Reacciones
Almacenamiento
Clorita
Arenisca
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Las reacciones inducidas por CO en acuíferos de baja salinidad que se encuentran sobre sitios de almacenamiento de CO son de interés para entender las posibles reacciones o impactos en el caso de una fuga. Investigaciones anteriores de acuíferos subyacentes en el contexto del almacenamiento de CO se han centrado en flujos de CO puro; sin embargo, los flujos de CO industriales capturados pueden contener gases auxiliares, incluyendo SO, O, NOx, HS, N, etc., algunos de los cuales pueden ser más reactivos que el CO cuando se disuelven en agua de formación. Ocho núcleos de perforación de dos pozos en un acuífero de arenisca de baja salinidad que se superpone a un complejo de almacenamiento de CO objetivo se caracterizan por su porosidad (helio, inyección de mercurio o micro CT), permeabilidad y contenido mineral. Los ocho núcleos de arenisca Hutton son variables con porosidades del 5.2 al 19.6%, incluyendo lutitas carbonáceas, areniscas cementadas con calcita y areniscas ricas en cuarzo, litologías comunes que se pueden encontrar generalmente en acuíferos subyacentes de sitios de almacenamiento de CO. Se reaccionó experimentalmente una arenisca rica en clorita con CO y bajas concentraciones de SO para investigar las posibles reacciones y el posible atrapamiento mineral en el improbable caso de una fuga. La caracterización por micro CT antes y después de la reacción indicó que no hubo cambios significativos en la porosidad, aunque se observó cierto movimiento de finos que podría afectar la permeabilidad. Las concentraciones disueltas de Fe, Ca, Mn, Cr, Mg, Rb, Li, Zn, etc., aumentaron durante la reacción, incluyendo la disolución de clorita y pequeñas cantidades de ankerita. Después de aproximadamente 40 días, las concentraciones disueltas, incluyendo Fe, Zn, Al, Ba, As y Cr, disminuyeron. La clorita se corroyó y se observaron precipitados ricos en Fe, principalmente óxidos de Fe-Cr, que se precipitaron en las superficies de roca después de la reacción experimental. Las concentraciones de Rb y Li aumentaron de manera constante y merecen una investigación adicional como posibles indicadores de monitoreo para una fuga. La reacción de la arenisca rica en clorita con CO y SO fue modelada geoquímicamente durante 10 años, con una alteración principalmente de clorita a siderita atrapando 1.55 kg/m de CO y eliminando Fe disuelto de la solución. También se predijo la precipitación de caolinita y calcedonia, con una precipitación menor de pirita atrapando SO; sin embargo, no se predijeron cambios en la porosidad.
Descripción
Las reacciones inducidas por CO en acuíferos de baja salinidad que se encuentran sobre sitios de almacenamiento de CO son de interés para entender las posibles reacciones o impactos en el caso de una fuga. Investigaciones anteriores de acuíferos subyacentes en el contexto del almacenamiento de CO se han centrado en flujos de CO puro; sin embargo, los flujos de CO industriales capturados pueden contener gases auxiliares, incluyendo SO, O, NOx, HS, N, etc., algunos de los cuales pueden ser más reactivos que el CO cuando se disuelven en agua de formación. Ocho núcleos de perforación de dos pozos en un acuífero de arenisca de baja salinidad que se superpone a un complejo de almacenamiento de CO objetivo se caracterizan por su porosidad (helio, inyección de mercurio o micro CT), permeabilidad y contenido mineral. Los ocho núcleos de arenisca Hutton son variables con porosidades del 5.2 al 19.6%, incluyendo lutitas carbonáceas, areniscas cementadas con calcita y areniscas ricas en cuarzo, litologías comunes que se pueden encontrar generalmente en acuíferos subyacentes de sitios de almacenamiento de CO. Se reaccionó experimentalmente una arenisca rica en clorita con CO y bajas concentraciones de SO para investigar las posibles reacciones y el posible atrapamiento mineral en el improbable caso de una fuga. La caracterización por micro CT antes y después de la reacción indicó que no hubo cambios significativos en la porosidad, aunque se observó cierto movimiento de finos que podría afectar la permeabilidad. Las concentraciones disueltas de Fe, Ca, Mn, Cr, Mg, Rb, Li, Zn, etc., aumentaron durante la reacción, incluyendo la disolución de clorita y pequeñas cantidades de ankerita. Después de aproximadamente 40 días, las concentraciones disueltas, incluyendo Fe, Zn, Al, Ba, As y Cr, disminuyeron. La clorita se corroyó y se observaron precipitados ricos en Fe, principalmente óxidos de Fe-Cr, que se precipitaron en las superficies de roca después de la reacción experimental. Las concentraciones de Rb y Li aumentaron de manera constante y merecen una investigación adicional como posibles indicadores de monitoreo para una fuga. La reacción de la arenisca rica en clorita con CO y SO fue modelada geoquímicamente durante 10 años, con una alteración principalmente de clorita a siderita atrapando 1.55 kg/m de CO y eliminando Fe disuelto de la solución. También se predijo la precipitación de caolinita y calcedonia, con una precipitación menor de pirita atrapando SO; sin embargo, no se predijeron cambios en la porosidad.