evaluation of the impact of aqueous phase salinity on carbon dioxide mineralization during gas sequestration

Aqueous phase salinity has a major effect on the quantity of carbon dioxide trapped by solubility trapping and may also affect mineral dissolution and precipitation. while carbon dioxide storage through structural, residual, dissolution and partly mineral trapping modes have a wide investigation, the mineral trapping potential and its influencing factors have not been explored. in this work, the effects of variable aqueous phase salinity on carbon dioxide mineralization were investigated. numerical simulations were done using a geochemical simulator and three-dimensional homogeneous aquifer model of dimensions 30×30×10 (9000 grid blocks) and block width of 70 m was built. the generated grid was populated with petrophysical, grid and rock properties. four models with similar rock and fluid characteristics were simulated for pure water and different salinity of 0.01 wt (10000 ppm), 0.015 wt (15000 ppm) and 0.02 wt (20000 ppm) respectively. result shows a decrease in the moles of carbon dioxide solubilized with an increase in brine salinity level. increase in brine salinity decreases the moles of carbon dioxide converted to aqueous ions and dissolution in resident brine. there was an increase in the rate of kaolinite precipitation, calcite precipitation and a decrease in the rate of anorthite dissolution with increase in duration of carbon dioxide injection. the mineral mole changes for anorthite increases with level of salinity and decreases with duration of carbon dioxide injection. moreover, calcite and kaolinite mineral moles changes decreases with level of salinity and with duration of carbon dioxide injection. calcite and kaolinite decreases as aqueous phase salinity increases. this work has shown that formation minerals has different reactivity to salinity concentration which decides carbon dioxide trapping and storage capacity.

ارزیابی تاثیر شوری فاز آبی بر معدنی شدن دی‌اکسید کربن در طول فرآیند ذخیره‌سازی گاز

در این پژوهش، تاثیر شوری فاز آبی بر فرآیند معدنی شدن دی‌اکسید کربن بررسی شده است. شوری فاز آبی تاثیر قابل توجهی بر میزان دی‌اکسید کربن به دام افتاده از طریق مکانیزم انحلالی دارد و همچنین ممکن است بر فرآیندهای انحلال و رسوب‌گذاری مواد معدنی تاثیر بگذارد. در حالی که روش‌های مختلف ذخیره‌سازی دی‌اکسید کربن از جمله ذخیره‌سازی ساختاری، باقیمانده، انحلالی و تا حدی معدنی به طور گسترده مطالعه شده‌اند، پتانسیل به دام‌اندازی معدنی و عوامل موثر بر آن کمتر مورد بررسی قرار گرفته‌اند.در این تحقیق، تاثیر تغییرات شوری فاز آبی بر معدنی شدن دی‌اکسید کربن از طریق شبیه‌سازی عددی بررسی شده است. این شبیه‌سازی با استفاده از یک شبیه‌ساز ژئوشیمیایی و یک مدل سه‌بعدی همگن از یک آبخوان با ابعاد 10×30×30 (9000 بلوک شبکه‌ای) و عرض هر بلوک 70 متر انجام شده است. شبکه تولید شده با ویژگی‌های پتروفیزیکی، شبکه‌بندی و خصوصیات سنگی پر شده است. چهار مدل با خصوصیات سنگ و سیال مشابه برای شرایط آب خالص و شوری‌های مختلف  wt (10000ppm) 0/01 ، wt (15000ppm) 0/015،  و  wt (20000ppm) 0/02 به ترتیب شبیه‌سازی شدند.نتایج نشان داد که با افزایش شوری آب شور، میزان دی‌اکسید کربن حل‌شده کاهش می‌یابد. افزایش شوری باعث کاهش مول‌های دی‌اکسید کربن تبدیل‌شده به یون‌های محلول در آب و کاهش میزان انحلال در آب موجود می‌شود. همچنین، با افزایش مدت زمان تزریق دی‌اکسید کربن، نرخ رسوب‌گذاری کائولینیت و کلسیت افزایش یافته، در حالی که نرخ انحلال آنورتیت کاهش می‌یابد. تغییرات مولی مواد معدنی در مورد آنورتیت با افزایش سطح شوری افزایش یافته اما با افزایش مدت زمان تزریق دی‌اکسید کربن کاهش می‌یابد. از سوی دیگر، تغییرات مولی کلسیت و کائولینیت با افزایش سطح شوری و مدت زمان تزریق کاهش پیدا می‌کند. به طور کلی، با افزایش شوری فاز آبی، مقدار کلسیت و کائولینیت کاهش می‌یابد.این مطالعه نشان داده است که واکنش‌پذیری مواد معدنی تشکیل‌دهنده مخزن نسبت به غلظت شوری متفاوت است که این امر نقش تعیین‌کننده‌ای در ظرفیت ذخیره‌سازی و به دام‌اندازی دی‌اکسید کربن دارد.