Визуализация влияния неоднородности горных пород на движение CO₂

Все три рентгеновских компьютерных томографа Национальной энергетической технологической лаборатории (NETL) Министерства энергетики США были использованы для характеристики потоков при закачке CO₂ в образец песчаника из Китая. Работа проводилась в рамках американо-китайского энергетического партнерства с участием Китайской академии наук (CAS), NETL и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL). Ученые из CAS предоставили керн песчаника из формации в бассейне Ордос, представляющей интерес для потенциального хранения CO₂.

Медицинский и промышленный томографы NETL использовались для определения макровариаций в структуре образца, включая визуально различимые слоистые плоскости. Петрографический анализ показал, что более светлые слои содержат высокую концентрацию кальцита. Для изучения порового пространства этих слоев небольшой суб-керн был проанализирован на микро-КТ сканере NETL. Сканирование с разрешением 2 микрона/пиксель показало, что часть кальцита не связана с зернами песка и что даже в богатых кальцитом областях присутствует пористость.

Затем в медицинском томографе NETL была проведена закачка CO₂ в керн, насыщенный рассолом, и движение флюидов было зафиксировано серией сканирований. Результаты показали, что CO₂ преимущественно протекал через слоистые плоскости с меньшим содержанием кальцитового заполнителя. Эта многоуровневая томография наглядно продемонстрировала наличие предпочтительных путей потока в образце песчаника, что напрямую влияет на его пригодность для хранения CO₂. Такая информация критически важна для оценки применимости формации для хранения и помогает оценить, какой процент порового пространства может быть заполнен.