Water-Alternating-Gas (WAG) injection scheme for enhancement of carbon dioxide mineralization in basaltic aquifers
Notice bibliographique
Résumé
• WAG injection achieves higher mineral carbonation compared to supercritical CO 2. • Higher WAG ratio accelerates CO 2 mineralization. • WAG cycle frequency has no considerable effect on CO 2 mineralization. • Economic metrics for higher WAG ratios in submarine basaltic aquifer are unfavorable. Carbon storage in basaltic aquifers has demonstrated enormous potential for securely and permanently storing carbon dioxide (CO 2 ) through basalt carbonation. Recent experimental and pilot-scale studies investigating CO 2 injection as either a supercritical or dissolved phase have shown that dissolved phase injection results in faster mineralization than the supercritical phase scenario because it bypasses the rate-limiting CO 2 dissolution step. However, to meet the magnitude of the climate crisis, dissolved CO 2 injection schemes will likely need considerable improvements in efficiency to be implemented at gigaton-per-year levels. Here, we consider whether water-alternating-gas (WAG) injection, long been used in the hydrocarbon industry to enhance extraction efficiencies, can increase injection volumes and reduce energy requirements, while promoting CO 2 dissolution and improving mineralization efficiency. We performed a series of reactive transport simulations of WAG injection (alternating supercritical CO 2 and water) into a submarine basaltic aquifer in the Cascadia basin, an area under active investigation for basalt carbonation demonstration. The findings indicate that implementing WAG and optimizing the injection parameters improves mineralization up to 20% by increasing the quantity of CO 2 in the dissolved phase, which, in turn, allows for greater extents of reaction between dissolved CO 2 and basalt. Our results indicate that, in lieu of implementing fully dissolved CO 2 injection at the field scale, implementing and optimizing WAG schemes for CO 2 mineralization in the basaltic oceanic crust can offer significant advantages over supercritical CO 2 injection. However, the economics of WAG injection are heavily impacted by WAG frequency and water handling capacity, particularly in offshore environments, as considered in this study. Nevertheless, our results indicate WAG injection schemes should be strongly considered when developing a site-specific injection strategy capable of achieving large-scale carbon mineralization in basaltic aquifers. Our findings also stress the importance of conducting appropriate assessments, such as quantifying a workable WAG slug ratio and injection period, along with economic analyses, to develop feasible site-specific large-scale carbon dioxide mineralization strategies in basalts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».