مروری بر روش‌های ذخیره‌سازی زیرزمینی دی‌اکسیدکربن و سازوکار پوش‌سنگ در ذخیره‌سازی دی‌اکسیدکربن

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، دانشکده عمران و معماری، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

چکیده

رشد روزافزون جمعیت نیاز به انرژی به‌ویژه استفاده از منابع فسیلی را افزایش داده که درنتیجه دی‌اکسیدکربن در اتمسفر را که نوعی گاز گلخانه‌ای است چندین برابر کرده و منجر به افزایش گرمایش جهانی شده، این گرمایش جهانی می‌تواند زیستگاه‌های گیاهان و حیوانات را به خطر انداخته و الگوهای آب و هوا را دست‌‌خوش تغییرات کند و نتیجه آن وقوع سیل، خشک‌‌سالی و طوفان‌های شدید مخرب خواهد بود. یکی از راه‌های کاهش دی‌اکسیدکربن در اتمسفر ذخیره زیرزمینی دی‌اکسیدکربن می‌باشد که این ذخیره زیرزمینی به یک سنگ مخزن متخلخل که روی آن یک پوش‌سنگ آب‌بند غیرقابل نفوذ قرار گرفته، نیاز دارد. اهمیت پوش‌سنگ در این است که جابجایی دی‌اکسیدکربن شناور، آب‌شور و سایر مواد موجود را مهار می‌کند که این مواد به سازندهای فوقانی نشت نکنند. پوش‌سنگ باید قادر به تحمل تغییرات تنش در محل و تحمل تغییرات در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی باشد. هدف از انجام این مقاله مروری بر روش‌های ذخیره‌سازی زیرزمینی دی‌اکسیدکربن و سازوکار پوش‌سنگ در ذخیره‌سازی دی‌اکسیدکربن است. روش پژوهش مروری بر منابع و مناخذ موجود مرتبط با موضوع است. براساس نتایج به دست آمده فشار آب‌بندی پوش‌سنگ باید قبل از شروع عمل تزریق مشخص شده و در طی فرآیند تزریق از مقدار مشخصی فراتر نرود همچنین قبل از تزریق دی‌اکسیدکربن بهتر است دمای آن با دمای مخزن متناسب گردد تا از ایجاد شکستگی در پوش‌سنگ جلوگیری شود و برای درک بهتر از رفتار و ساختار پوش‌سنگ بهتر است خصوصیت‌های ژئوشیمیایی، ژئومکانیکی، حرارتی و مسیر جریان در پوش‌سنگ را در کارهای آزمایشی و شبیه‌سازی در نظر گرفت.

کلیدواژه‌ها


  1. Angeli, M.; Soldal, M.; Skurtveit, E. and Aker, E., 2009. Experimental percolation of supercritical CO2 through a caprock. Energy Procedia. Vol. 1(), pp: 3351-3358.
  2. Ellis, B.R., Bromhal, G.S., McIntyre, D.L. and Peters, C.A., 2011. Changes in caprock integrity due to vertical migration of CO2-enriched brine. Energy Procedia. Vol. 4, pp: 5327-5334.‏
  3. Elkhoury, J.E.; Detwiler, R.L. and Ameli, P., 2015. Can a fractured caprock self-heal?. Earth and Planetary Science Letters. Vol. 417, pp: 99-106.
  4. Fitts, J.P. and Peters, C.A. 2013. Caprock fracture dissolution and CO2 leakage. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. Vol. 77(1), pp: 459-479.‏
  5. Frash, L.P.; Carey, J.W.; Ickes, T. and Viswanathan, H.S. 2017. Caprock integrity susceptibility to permeable fracture creation. International Journal of Greenhouse Gas Control. Vol. 64, pp: 60-72.
  6. Gor, G.Y., Elliot, T.R. and Prévost, J.H., 2013. Effects of thermal stresses on caprock integrity during CO2 storage. International Journal of Greenhouse Gas Control. Vol. 12, pp: 300-309.
  7. Gor, G.Y. and Prévost, J.H., 2013. Effect of CO2 injection temperature on caprock stability. Energy Procedia. Vol. 37, pp: 3727-3732.‏
  8. Hou, Z.; Rockhold, M.L. and Murray, C.J., 2012. Evaluating the impact of caprock and reservoir properties on potential risk of CO 2 leakage after injection. Environmental Earth Sciences. Vol. 66(8), pp: 2403-2415.‏
  9. Kaldi, J.; Daniel, R.; Tenthorey, E.; Michael, K.; Schacht, U.; Nicol, A. and Backe, G. 2013. Containment of CO2 in CCS: Role of Caprocks and Faults. Energy Procedia. Vol. 37, pp: 5403-5410.
  10. Leung, D.Y.; Caramanna, G. and Maroto-Valer, M.M. 2014. An overview of current status of carbon dioxide capture and storage technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol. 39, pp: 426-443.‏‏
  11. Olabode, A. and Radonjic, M., 2013. Experimental investigations of caprock integrity in CO2 sequestration. Energy Procedia. Vol. 37, pp: 5014-5025.‏
  12. Shukla, R.; Ranjith, P.; Haque, A. and Choi, X. 2010. A review of studies on CO2 sequestration and caprock integrity. Fuel. Vol. 89(10), pp: 2651-2664.‏
  13. Shukla, R.; Ranjith, P.G.; Choi, S.K. and Haque, A., 2011. Study of caprock integrity in geosequestration of carbon dioxide. International Journal of Geomechanics. Vol 11(4), pp: 294-301.
  14. Xu, Z.; Fang, Y.; Scheibe, T.D. and Bonneville, A., 2012. A fluid pressure and deformation analysis for geological sequestration of carbon dioxide. Computers & Geosciences. Vol. 46, pp: 31-37.
  15. Zhang, D. and Song, J., 2014. Mechanisms for geological carbon sequestration. Procedia IUTAm. Vol. 10 , pp: 319-327.