Accelerated Mass Transfer of CO<sub>2</sub> in Reservoir Brine Due to Density-Driven Natural Convection at High Pressures and Elevated Temperatures
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Notice bibliographique
Résumé
In this paper, the mass transfer of CO 2 into a reservoir brine sample is studied experimentally at high pressures and elevated temperatures. The equilibrium concentration of CO 2 in the reservoir brine and the density of CO 2 -saturated brine are measured by saturating the brine with CO 2 . The mass-transfer rate of CO 2 into the brine is determined by monitoring the pressure decay inside a closed, visual, high-pressure PVT cell. It is found that the density of the brine with dissolved CO 2 increases linearly with CO 2 concentration. As CO 2 gradually dissolves into the brine by molecular diffusion, a concentration-induced density gradient is generated near the CO 2 −brine interface. Under the influence of gravity, this concentration-induced density gradient causes natural convection, which accelerates the mass-transfer rate of CO 2 into the brine. The modified diffusion equation with an effective diffusivity is applied to model the mass-transfer process. It is found that the determined effective diffusivities of CO 2 in the reservoir brine are almost two orders of magnitude larger than the molecular diffusivities of CO 2 in water or similar reservoir brines. The detailed experimental results show that the density-driven natural convection greatly accelerates the dissolution process of CO 2 in brine. This means that loss of CO 2 in brine can be significant in an enhanced oil recovery operation using CO 2 flooding in an oil reservoir with a bottom water aquifer. More importantly, the accelerated mass transfer due to the density-driven natural convection significantly increases the geological sequestration rate of CO 2 in deep saline formations.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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