Sobre el flujo de agua saturada de CO en una fractura de cemento
Autores: Tafen, De Nyago; Kutchko, Barbara; Massoudi, Mehrdad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Sobre el flujo de agua saturada de CO en una fractura de cemento
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Cemento
Fracturas
Fluido rico en CO
Reacciones geoquímicas
Integridad del pozo
Almacenamiento de CO
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Las fracturas en el cemento representan vías de fuga preferenciales en pozos abandonados al estar expuestas a un fluido rico en CO. Comprender la alteración de las fracturas resultante de reacciones geoquímicas es fundamental para evaluar la integridad del pozo en el almacenamiento de CO. Este documento describe un modelo matemático utilizado para investigar los cambios físicos y químicos en las propiedades del cemento cuando se inyecta agua saturada de CO en un pozo. Este estudio examina el flujo de una solución de agua saturada de CO en un cemento fracturado bidimensional. En este enfoque, se utiliza una ecuación de microcontinuo basada en la ecuación de Darcy-Brinkman-Stokes (DBS) como la ecuación de balance de momento; además, se utilizan ecuaciones de transporte reactivo para estudiar los procesos acoplados de transporte de reactantes y reacciones geoquímicas, y el modelo para la alteración de la porosidad del cemento y la mejora de las fracturas. Este documento se centra en los efectos de la porosidad del cemento, el tamaño de la apertura de la fractura y la rugosidad de la superficie. También se consideran los mecanismos de disolución y precipitación de minerales. Nuestras simulaciones muestran que aperturas de fractura iniciales más pequeñas tienden a una alta precipitación mineral autosealante. Sin embargo, no se observa un sellado completo de la fractura debido al flujo continuo de agua saturada de CO. El mecanismo de precipitación de calcita de una fractura rugosa (forma aleatoria en zigzag) difiere del de una superficie de fractura lisa/plana.
Descripción
Las fracturas en el cemento representan vías de fuga preferenciales en pozos abandonados al estar expuestas a un fluido rico en CO. Comprender la alteración de las fracturas resultante de reacciones geoquímicas es fundamental para evaluar la integridad del pozo en el almacenamiento de CO. Este documento describe un modelo matemático utilizado para investigar los cambios físicos y químicos en las propiedades del cemento cuando se inyecta agua saturada de CO en un pozo. Este estudio examina el flujo de una solución de agua saturada de CO en un cemento fracturado bidimensional. En este enfoque, se utiliza una ecuación de microcontinuo basada en la ecuación de Darcy-Brinkman-Stokes (DBS) como la ecuación de balance de momento; además, se utilizan ecuaciones de transporte reactivo para estudiar los procesos acoplados de transporte de reactantes y reacciones geoquímicas, y el modelo para la alteración de la porosidad del cemento y la mejora de las fracturas. Este documento se centra en los efectos de la porosidad del cemento, el tamaño de la apertura de la fractura y la rugosidad de la superficie. También se consideran los mecanismos de disolución y precipitación de minerales. Nuestras simulaciones muestran que aperturas de fractura iniciales más pequeñas tienden a una alta precipitación mineral autosealante. Sin embargo, no se observa un sellado completo de la fractura debido al flujo continuo de agua saturada de CO. El mecanismo de precipitación de calcita de una fractura rugosa (forma aleatoria en zigzag) difiere del de una superficie de fractura lisa/plana.