A review and discussion on laboratory investigations involving supercritical CO2 for storage
Notice bibliographique
Résumé
The race is on towards net zero carbon emissions, and upstream research and service laboratories are quickly shifting from enhanced oil recovery laboratory analyses to CO2 injection for storage. For the storage purpose, CO2 is usually injected into geological formations (i.e., saline aquifers and depleted oil and gas reservoirs) as a dense supercritical fluid (Temperature > 31°C, Pressure > 7.38 MPa). The goal of this paper is to review some supercritical concepts and theory regarding CO2 injection and storage, and to highlight laboratory and instrumentation considerations when working with supercritical CO2. Once CO2 dissolves into brine, carbonic acid forms which can interact with various minerals of the host rock, resulting in porosity and permeability changes. Therefore, geological CO2 storage requires understanding of multiphase flow behaviour in porous media to evaluate CO2 injectivity and transport, CO2 residual trapping, and the risk of CO2 leakage. The geochemical reactions occurring during CO2 injection can alter rock pore structure, which further impacts capillary pressure and wetting and non-wetting phase relative permeabilities. This paper will review and discuss pertinent phase behaviour, mass transfer, fluid-fluid and fluid-rock interactions associated with CO2 injection into saline aquifers and waterflooded depleted oil formations as principal targets for geological carbon storage. Depending on mineral composition, temperature, pressure, flow regime, brine composition, multiphase flow of CO2 and water, and initial pore structure, some minerals may dissolve due to the formation of carbonic acid and pH reduction. We highlight challenges in working with supercritical CO2, with liquid-like density and gas-like viscosity, compared to CO2 gas such as measuring pH at in-situ conditions. Stability of clay and carbonate minerals in deep saline formations is strongly affected by pH changes in this region. Usually, pH of the brine samples taken from coreflooding setups during the course of CO2 injection is measured at ambient conditions. However, once brine samples are brought to low-pressure conditions, CO2 is released leading to an increase in pH, which is not representative of the high-pressure high-temperature in-situ conditions. Knowing that pH is important to understand chemistry of the subsurface fluids in the context of geological carbon storage, we review laboratory practices and suggest analytical methods. Considering various factors of rock mineralogy, sub-core heterogeneity, and wettability is crucial for optimizing CO2 storage and ensuring the long-term success of geological carbon sequestration.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,006 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,003 |
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.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».