CO2 저장 조건에서 포틀랜드 시멘트 탄산화에 대한 실시간 3D 관측

고갈된 석유 저장소는 CO2 저장에 대한 글로벌 도전 과제를 해결할 수 있는 실현 가능한 솔루션으로 간주됩니다. 주요 관심사는 CO2의 유출을 방지하기 위해 시멘트로 우물이 적절히 밀봉될 수 있는지 여부입니다. 저장소 조건에서 CO2는 초임계 상태에 있으며, 관련된 높은 압력과 온도로 인해 시멘트의 분해를 실시간으로 미세하게 관측하는 것이 실험적으로 도전적입니다. 여기에서 우리는 실제 저장소 응력, 기공 압력 및 온도 조건에서 우물 시멘트 탄산화의 인시투 3D 동적 X-선 미세 컴퓨터 단층촬영(μ-CT) 연구를 제시합니다. 고해상도 타임랩스 3D 이미지는 포틀랜드 시멘트의 반응 전선 진행 상황을 모니터링할 수 있도록 하며, 밀도 변화, 샘플 변형 및 광물 침전과 용해를 포함합니다. 시멘트를 통해 CO2 포화 수의 유동 조건과 비유동 조건 간의 전환을 통해 칼슘 탄산염의 침전과 용해가 지배적인 영역을 구분할 수 있었습니다. 우리는 처음으로 실험적으로 시멘트 밀봉의 CO2 누출 위험에 대한 흐름 이력의 영향을 입증합니다. 인시투 μ-CT 실험과 지화학 모델링의 결합은 CO2와 시멘트 간의 상호 작용에 대한 독특한 통찰력을 제공하여 지질 저장소에서 CO2 저장 위험 평가에 도움이 될 수 있습니다.