Роль капиллярного гистерезиса в повышении эффективности улавливания и стабильности хранения CO₂

Обоснование. Усиление воздействия изменения климата требует инновационных подходов к снижению уровня CO₂ в атмосфере. Улавливание и хранение углерода обеспечивает действенное решение путём секвестрации CO₂ в геологических коллекторах. Понимание роли капиллярного гистерезиса в улавливании CO₂ имеет решающее значение для оптимизации эффективности улавливания и хранения углерода.

Цель. Цель данного исследования является изучение влияния капиллярного гистерезиса на эффективность улавливания CO₂ в солёных водоносных горизонтах с помощью детальных имитационных моделей и переменных значений гистерезиса.

Материалы и методы. Для моделирования закачки и миграции CO₂ в солёные водоносные горизонты глубиной 1200–1300 м было использовано современное программное обеспечение CMG. В модели, первоначально насыщенной рассолом, применялась поочередная закачка воды и газа при значениях гистерезиса 0,2, 0,3, 0,4 и 0,5 для оценки влияния этих значений на эффективность улавливания CO₂.

Результаты. Моделирование показало прямую положительную корреляцию между величиной гистерезиса и эффективностью улавливания CO₂. При значении гистерезиса 0,5 было достигнуто почти стопроцентное улавливание CO₂. Такое повышение эффективности объясняется тем, что более сильные капиллярные силы эффективнее иммобилизуют CO₂ и снижают его подвижность в сторону покрова продуктивного пласта, тем самым минимизируя риски утечки.

Заключение. Исследование подчеркивает ключевую роль капиллярного гистерезиса в повышении эффективности секвестрации CO₂. Более высокие значения гистерезиса улучшают долгосрочную стабильность хранилища, подчеркивая необходимость оптимизации стратегий поочередной закачки воды и газа в системах улавливания и хранения углерода.