Новое исследование предлагает улучшить хранение углерода с помощью многослойной геологии

Основная цель всех проектов по улавливанию и хранению углерода — навсегда изолировать выбросы диоксида углерода (CO₂) в подземных хранилищах. Новое исследование, проведенное Бюро экономической геологии Техасского университета в Остине, показывает, что для долгосрочного удержания CO₂ более эффективными могут быть не традиционные ловушки с одним мощным непроницаемым покрывающим пластом (покрышкой), а системы с множеством небольших барьеров, называемые «композитными удерживающими системами».

Это открытие важно для индустрии хранения углерода, поскольку такие распределенные системы широко распространены во многих геологических условиях, включая побережье Мексиканского залива в Техасе, где сосредоточена крупнейшая в США концентрация выбросов. «Под ней находятся прекрасные резервуары, но мало региональных покрышек. Вместо них есть множество прерывистых барьеров для вертикального потока», — отмечает Алекс Бамп, ведущий автор исследования. Это позволяет пересмотреть унаследованные от нефтегазовой отрасли представления об оптимальных хранилищах.

Ключевое отличие в том, что при утечке через единственную покрышку (например, старую скважину) может высвободиться большой концентрированный объем CO₂. В композитной же системе многочисленные барьеры не только предотвращают утечку, но и способствуют рассредоточению шлейфа CO₂ по поровому пространству, эффективно иммобилизуя его. «Цель добычи нефти — крупные, концентрированные скопления. Для хранения же факторы, идеальные для добычи, создают риски», — поясняет Бамп.

В статье, опубликованной в International Journal of Greenhouse Gas Control, исследователи на основе экспериментов, численного моделирования и данных реальных резервуаров показывают, что длина и частота барьеров — ключевые факторы эффективности. Даже незначительное уменьшение размера зерен между геологическими слоями достаточно, чтобы перенаправить восходящий шлейф CO₂, распространяя его латерально. Следующий шаг — разработка руководства по поиску и оценке таких резервуаров для хранения CO₂, чтобы сделать этот подход стандартным инструментом в глобальной практике.