随着全球变暖及其对地球的影响日益受到关注,温室气体(主要是二氧化碳)的储存已成为许多研究小组的主题。 安全捕获二氧化碳并存储在深部盐碱含水层中被认为是控制向大气排放碳的可行手段。

考虑进行地质封存的潜在地下系统之一涉及深部盐碱含水层。 为了成功实现二氧化碳封存,需要确保二氧化碳的长期捕获。 这需要了解可以保存二氧化碳的所有物理和化学捕集机制。在不可渗透的封闭层下捕获二氧化碳或者在含水层孔隙中的固定二氧化碳具有最大和最直接的影响。 两种捕获机制的有效性取决于毛细压力,因此二氧化碳-盐水和二氧化碳-岩石之间的界面张力性质起着重要作用。 了解这些相互作用需要在高温和高压下进行测量,以模拟蓄水条件。

高压下CO2-盐水( 岩石)相互作用

对CO2-盐水界面张力与压力,温度,盐分组成和浓度的函数关系进行了研究。 图1展示了典型的界面张力测量数据,数据显示在120bar左右的压力下界面张力值达到平衡。

CO2-水和CO2-盐水之间的界面张力(35,000 ppm)与压力的函数关系(45°C)

润湿性通常被定义为一种流体在另一种不相容流体存在下铺展并粘附到固体表面的趋势。 在含水层的情况下,需要考虑盐水 - 二氧化碳-岩石系统。 如果岩石是水湿的,盐水会占据小孔并与大部分岩石接触。 同样,如果注入的CO2最终会弄湿岩石,它将占据小孔并与大部分岩石接触。 通过在高压和高温下测量盐水中矿物表面上CO2的接触角来研究润湿性的变化。