抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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坑井は地質学的CO2貯留層からの流体漏れに対する高リスク経路であると考えられている。これはこの工学システムにおける海岸が地下水資源と大気に対する貯留層を連結する可能性を持つからである。これらの懸念を考えると,規制記録を評価することによって漏れリスクを評価し,しばしば自己報告され,ガス田における漏れを記録することができる。漏れは初期の良い建設品質と坑井放棄の方法によって大きく支配されると考えられている。地質学的炭素貯蔵コミュニティは,CO_2貯留層の酸性流体,アルカリ性セメントが上部地層から貯留層流体を分離することを意味し,坑井の鋼ケーシングが本質的に反応性システムであるため,さらなる関心を高めている。これは,様々な基準に設計された多数のレガシー井戸を有する枯渇した石油およびガス貯留層におけるCO2の貯蔵に対して特に関心がある。研究は,セメントの化学的および機械的変化が損傷ゾーンをシールする能力を持つので,漏れリスクが最初に認識されるほど大きくないことを示唆している。著者らの研究センターは,坑井における損傷ゾーンにおける流れを支配する結合した化学的および機械的プロセスを定義することを中心にした。著者らは,漏れリスクをより良く理解し予測するために,実験によって制約されたプロセスベースのモデルを開発した。漏れ経路は,破砕における炭酸塩鉱物の析出と反応セメントの変形によってシールすることができる。セメント水酸化物の高い反応性は,低いブライン流量下での破砕ネットワーク中の炭酸塩固体として沈殿する過剰なカルシウムを放出する。もし流れが速いならば,ブラインは炭酸カルシウム鉱物の溶解度に関して不飽和状態に留まり,水酸化カルシウム中に枯渇し,炭酸カルシウム沈殿物中に濃縮され,元のセメント鉱物を浸出させた非晶質ケイ酸塩から成る。拘束圧力下では,反応セメントは圧縮され,透過性を低下させ,漏れリスクを低下させる。本論文のより広い文脈は,実験的に較正された化学的,機械的,輸送モデルを用いて,どの条件でCO2貯蔵井戸における破壊経路シールが,地下水資源に対するリスクを低減するかを説明することである。著者らは,漏れ検出,緩和および修理のための油およびガス産業標準の文脈の中で,セメントの量とピークおよび噴射後の過剰圧力に関連する漏れ経路を効果的にシールするために必要な時間を定義することによってこれを行った。著者らのシミュレーションは,多くの損傷シナリオに対して,化学的および機械的プロセスが,破壊経路の低減あるいはシーリングによる漏れリスクを低下させることを示唆する。漏れリスクは,広い破壊開口としてモデル化された大量の損傷を有する井戸において高いままであり,そこでは,高速流動流体は炭酸塩析出に対してあまりに希薄であり,表面下応力は変化したセメントを圧縮しない。破壊シーリングは,より低いフラックスがセメントの化学的変化と機械的変形を助ける注入後の相の間,貯留層圧力が減少するのでよりありそうである。著者らの結果は,操作圧力とバリア長さを相関させることによって,どんな地質学的CO_2貯留層上の地下水資源に影響を与えることを避けるための緩和枠組みの開発に有望である。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
