Измерение изменений в горных породах: Исследование влияния хранимого диоксида углерода на минералы

Исследователи из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) разработали инструменты для изучения воздействия сверхкритического CO₂ на минералы в потенциальных хранилищах. Результаты представлены на симпозиуме AVS в Альбукерке.

Технология улавливания и хранения CO₂ в глубоких геологических формациях — ключевая стратегия смягчения последствий глобального потепления. Однако критически важно оценить, как подземные материалы (глинистые минералы, породы) сохранят целостность в присутствии сверхкритического CO₂ — жидкости, образующейся при высоких температуре и давлении. Механизмы взаимодействия в этих условиях неизвестны: CO₂ может высушивать глины, создавая трещины или поры, что ставит под угрозу герметичность хранилища при давлениях, многократно превышающих атмосферное.

Для наблюдения изменений в образцах пород in situ группа PNNL создала головку атомно-силового микроскопа (АСМ) высокого давления, совместимую с коммерческими системами. Новый АСМ работает при давлениях до 1500 psi, поддерживая CO₂ в сверхкритическом состоянии, и обладает достаточно низким уровнем шума для наблюдения атомно-масштабных топографических изменений, вызванных химическими реакциями между минералами и сверхкритическим CO₂.