岩石-scCO2-ブライン系における動的適合性評価のための異なるアプローチ

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Offers a reproducible experimental protocol for evaluating fluid-rock interactions under CO2 injection, useful for CCS feasibility studies.

🏢実務担当者:Provides a practical test method to assess reservoir compatibility before full-scale injection, reducing operational risks.

🏛政策担当者:The established criteria can inform regulatory guidelines for CCS project approval and monitoring requirements.

塩水帯水層が異なる工業プロセスから回収されたCO2の貯留サイトとして検討される際に実施すべき最も重要な試験の一つは、岩石-scCO2-塩水システムにおける動的適合性試験である。これらの試験から、(a) 鉱物の溶解、沈殿、微粒子移動を含む原地反応、(b) 注入性、浸透率、濡れ性、相対浸透率などの主要な流動特性の変化を評価することが可能である。 本研究では、潜在的な不適合性を評価するためのサイクリックscCO2-塩水注入中の注入性試験と、溶解速度と沈殿を測定してスケーリングの可能性を評価するためのscCO2と塩水を注入するコアフラッド試験を組み合わせた方法を提案する。 試験は塩水帯水層からの2つの岩石に対して実施された。岩石試料は、孔隙率、浸透率、粒子密度の初期測定に供された。合成塩水は貯留層水の組成に従って調製された。単一成分のscCO2が使用された。実験は2段階で実施された。第一段階では、試料を三軸コアホルダーに装填し、塩水で飽和させ、安定した低キャピラリー数で塩水の実効浸透率を測定した。第二段階では、scCO2を段階的流量法で圧入し、圧力降下を記録した。流出液を採取し、pH、懸濁固形物、イオン、陰イオンについて分析した。システムは5日間密閉し、ガス-塩水の拡散と酸性化を確保した。最後に、新鮮な塩水のバッチを注入し、流出液を採取して分析した。これを1回繰り返し、試験終了時に孔隙率と浸透率を測定した。流出水試料は塩水注入中に採取され、少なくとも3つの流出水試料が得られるまで継続された。最終的な塩水浸透率は、孔隙圧を一定に保ちながら3つの流量で測定された。 結果は、分析されたシステムにおける強い流体-岩石相互作用を示している。浸透率と孔隙率に有意な変化が観察された。流出液から、方解石を代替指標として用いて鉱物溶解速度が計算された。スケーリングの可能性は、カルシウム、重炭酸塩の含有量とpHに基づく飽和指数(SI)によって決定された。適合性基準は閾値に基づいて確立された。岩石-流体システムは、(a) 浸透率の変化が10%未満、(b) 低溶解(金属およびイオンの含有量が低い)、(c) 低微粒子含有量(孔隙体積あたり0.1 mg未満)、(d) 安定した圧力でSI < 0の場合に適合とみなされる。 異なる岩相の2つの試料に対して実施された2段階試験は、scCO2-塩水システムにおける適合性を正確に測定するために強く推奨される。本方法は、CCSおよびCCUSプロジェクトの規制要件の一部として動的適合性を測定するための新規なアプローチを構成する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

One of the most important tests that should be performed when saline aquifers are considered as a storage site for CO2 captured from different industrial processes is the dynamic compatibility tests in rock-scCO2-brine systems. From these tests it is possible to evaluate (a) in-situ reactions including mineral dissolution, precipitation, and fine migration; (b) changes in the main flow properties such as injectivity, permeability, wettability, and relative permeability. In this study we propose a method that combines an injectivity test during a cycling scCO2-brine injection to access potential incompatibilities with a coreflood test where scCO2 and brine is injected to measure dissolution rate and precipitation to assess the potential of scaling. The tests were performed on two rocks from saline aquifers. Rock samples were submitted to initial measurement of porosity, permeability, and grain density. Synthetic brine was prepared according to reservoir water composition. One component scCO2 was used. The experiment was performed in two steps. In the first step samples were loaded into a triaxial coreholder, saturated with brine and the effective permeability to brine was measured at stable low capillary number. In the second step, scCO2 was displaced using a step-rate scheme and the pressure drop was recorded. The effluent was collected and analyzed for pH, suspended solids, ions, and anions. The system was shut in for 5 days to ensure the gas-brine diffusion and acidification. Finally, a batch of fresh brine was injected and the effluent collected and analyzed. This is repeated one time and at the end of the test, porosity and permeability were measured. Effluent water samples were collected during the brine injection and will continue until there are at least three effluent water samples. A final permeability to brine is measured at three flow rates, keeping the pore pressure constant. Results indicate strong fluid-rock interaction in the analyzed systems. Significant changes in the permeability and porosity were observed. From the effluent mineral dissolution rates were calculated using calcite as proxy. The potential of scaling was determined through a saturation index (SI) based on content of calcium, bicarbonate, and pH. Compatibility criteria were established based on thresholds. A rock-fluid system is compatible when (a) the change in permeability is < 10%; (b) low dissolution (low content of metals and ions); (c) low content of fines (< 0.1 mg per porous volume); and (d) SI < 0 with stable pressure. The two-step test performed on two samples of different lithology is highly recommended to accurately measure the compatibility in scCO2-brine systems. The method constitutes a novel approach to measure dynamic compatibility as part of the regulation's requirements for CCS and CCUS projects.

• semanticscholar https://doi.org/10.4043/36911-msfirst seen 2026-05-06 00:16:42 · last seen 2026-09-16 05:05:51