Una revisión de la integridad del caprock en sitios de almacenamiento subterráneo de hidrógeno: implicaciones de la humectabilidad, la tensión interfacial y la difusión
Autores: Trimi, Polyanthi-Maria; Bellas, Spyridon; Vakalas, Ioannis; Gholami, Raoof; Gaganis, Vasileios; Gontikaki, Evangelia; Stamatakis, Emmanuel; Yentekakis, Ioannis V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Una revisión de la integridad del caprock en sitios de almacenamiento subterráneo de hidrógeno: implicaciones de la humectabilidad, la tensión interfacial y la difusión
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Hidrógeno
Almacenamiento
Roca sellante
Sellado
Formación
Fuga
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
A medida que la industria pasa de los combustibles fósiles a la energía verde, sustituir los hidrocarburos por hidrógeno como portador de energía parece prometedor. El hidrógeno puede almacenarse en cavernas de sal, campos de hidrocarburos agotados y acuíferos salinos. Entre otros criterios, estas soluciones de almacenamiento deben garantizar la seguridad del almacenamiento y prevenir fugas. La capacidad de una roca de tapa para evitar que el fluido salga del reservorio es, por lo tanto, de suma importancia. En esta revisión, se examinan los principales factores que influyen en el flujo de fluidos. Estos son la humectabilidad de la formación de roca de tapa, la tensión interfacial (IFT) entre la roca y las fases gaseosas o líquidas, y la capacidad de los gases para difundir a través de ella. Para lograr un sellado efectivo, la formación de roca de tapa debe poseer baja porosidad, un sistema de poros desconectado o altamente complicado, baja permeabilidad y permanecer fuertemente húmeda con agua independientemente de las condiciones de presión y temperatura. Además, debe exhibir una baja IFT roca-líquido, mientras presenta una alta IFT roca-gas y líquido-gas. Finalmente, el coeficiente de difusión efectivo debe ser lo más bajo posible. Entre todas las formaciones y minerales revisados actualmente, se han identificado los evaporitas, las lutitas de bajo contenido orgánico, las piedras de barro, la moscovita, las arcillas y el anhidrita como rocas de tapa altamente efectivas, que ofrecen excelentes capacidades de sellado y previenen fugas de hidrógeno.
Descripción
A medida que la industria pasa de los combustibles fósiles a la energía verde, sustituir los hidrocarburos por hidrógeno como portador de energía parece prometedor. El hidrógeno puede almacenarse en cavernas de sal, campos de hidrocarburos agotados y acuíferos salinos. Entre otros criterios, estas soluciones de almacenamiento deben garantizar la seguridad del almacenamiento y prevenir fugas. La capacidad de una roca de tapa para evitar que el fluido salga del reservorio es, por lo tanto, de suma importancia. En esta revisión, se examinan los principales factores que influyen en el flujo de fluidos. Estos son la humectabilidad de la formación de roca de tapa, la tensión interfacial (IFT) entre la roca y las fases gaseosas o líquidas, y la capacidad de los gases para difundir a través de ella. Para lograr un sellado efectivo, la formación de roca de tapa debe poseer baja porosidad, un sistema de poros desconectado o altamente complicado, baja permeabilidad y permanecer fuertemente húmeda con agua independientemente de las condiciones de presión y temperatura. Además, debe exhibir una baja IFT roca-líquido, mientras presenta una alta IFT roca-gas y líquido-gas. Finalmente, el coeficiente de difusión efectivo debe ser lo más bajo posible. Entre todas las formaciones y minerales revisados actualmente, se han identificado los evaporitas, las lutitas de bajo contenido orgánico, las piedras de barro, la moscovita, las arcillas y el anhidrita como rocas de tapa altamente efectivas, que ofrecen excelentes capacidades de sellado y previenen fugas de hidrógeno.