Соль и её любовь к воде могут сыграть ключевую роль в безопасном хранении CO₂

Подземное хранение диоксида углерода (CO₂) — одна из наиболее перспективных технологий для удаления больших объёмов CO₂ из атмосферы. Успех этого метода, известного как CCS (улавливание и хранение углерода), зависит от трёх факторов: достаточной ёмкости резервуара, хорошей пористости и проницаемости породы-коллектора, а также эффективности непроницаемой покрышки для предотвращения утечек. Одной из главных проблем при закачке CO₂ является выпадение солей, которое может закупорить поры и снизить проницаемость породы.

Исследователь Мохаммад Нураипур из Университета Осло (UiO) детально изучил этот процесс. В ходе экспериментов было обнаружено, что кристаллы соли формируются на границе раздела порода–CO₂ и являются гидрофильными, то есть «любят воду». Они способны притягивать воду на значительные расстояния, что способствует их дальнейшему росту и может привести к блокировке потока вблизи нагнетательной скважины. Однако этот же механизм может играть и положительную роль.

На стадии хранения CO₂ выпадение солей способно повысить безопасность хранилища. Если в породе-покрышке возникает трещина и начинается утечка CO₂, изменение термодинамических условий (падение давления и температуры) приведёт к образованию солевых кристаллов прямо в этих открытых каналах. Со временем это снизит проницаемость и остановит утечку, создавая эффект «самозалечивания». Ранее этот механизм не был известен.

Нураипур и его коллеги, используя передовое лабораторное оборудование, провели термодинамический анализ и показали, что на выпадение солей влияют давление и температура, что противоречит прежним представлениям. Это новое понимание процессов поможет оптимизировать параметры закачки для минимизации засорения пор и предложить методы оценки ёмкости и безопасности хранилищ в долгосрочной перспективе. Полученные знания также могут найти применение в сельском хозяйстве и решении экологических проблем, связанных с засолением почв.