大昌洋行(上海)有限公司(大昌華嘉科學(xué)儀器部)
界面現(xiàn)象對碳捕集與封存的影響
檢測樣品:碳
檢測項目:界面現(xiàn)界面現(xiàn)象對碳捕集與封存的影響
方案概述:隨著全球變暖引起廣泛關(guān)注,碳捕集與封存(CCS)或二氧化碳封存已經(jīng)成為重要的研究課題。儲存二氧化碳的自然方式當(dāng)然是由森林和海洋自然完成的。然而,自然方式不足以補償化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳量。目前已經(jīng)提出幾種不同的方法,例如枯竭的油氣藏和深層鹽水采集。在所有方法中,成功的二氧化碳封存主要與流體-流體和流體-巖石界面相互作用有關(guān)。
作者:Susanna Laurén,Biolin Scientific
隨著全球變暖引起廣泛關(guān)注,碳捕集與封存(CCS)或二氧化碳封存已經(jīng)成為重要的研究課題。儲存二氧化碳的自然方式當(dāng)然是由森林和海洋自然完成的。然而,自然方式不足以補償化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳量。目前已經(jīng)提出幾種不同的方法,例如枯竭的油氣藏和深層鹽水采集。在所有方法中,成功的二氧化碳封存主要與流體-流體和流體-巖石界面相互作用有關(guān)。由于二氧化碳也經(jīng)常用于提高石油采收率,因此相同的研究工作可以同時用于這兩個目的,因為相同的流體和固體、鹽水、二氧化碳/油和巖石之間存在相互作用。
水潤濕表面有利于二氧化碳儲存
對于二氧化碳的長期捕獲,了解阻止浮力二氧化碳遷移回地表的不同功能捕獲機制的作用至關(guān)重要。各種研究人員已經(jīng)證明,水潤濕表面化學(xué)對二氧化碳捕獲過程有益[1]。通過接觸角測量可以很容易研究水的潤濕性。接觸角測量為研究鹽度和不同巖石表面化學(xué)成分對潤濕性的影響提供了一種快速方法。接觸角測量是通過將巖石或巖石模擬材料(通常是石英和方解石)浸入鹽水中并在樣品表面上滴一滴油來完成的。當(dāng)以這種方式進行測量時,更高的接觸角意味著基材的水潤濕性越好。從下面的兩個圖中可以得出結(jié)論,較低的鹽度二氧化碳的密封能力更好。

高溫高壓下測試潤濕性
接觸角測量也可以在各種壓力和溫度下進行。為此,光學(xué)接觸角測量儀配備了高壓測試單元。這種儀器可直接研究鹽水、二氧化碳和巖石之間的相互作用。通過方程表明儲層的儲存能力直接取決于水與二氧化碳的接觸角

其中H是二氧化碳柱高,γ是水和二氧化碳之間的界面張力,θ是被二氧化碳包圍的巖石上的水接觸角,Δρ是水和二氧化碳之間的密度差,g是重力加速度,r是孔隙半徑[2]。更高的柱高意味著更好的二氧化碳密封能力,可以通過降低水在被二氧化碳包圍的巖石上的接觸角來實現(xiàn)。因此,使用高壓單元可以在相對較短的測量時間內(nèi)研究壓力、溫度、鹽度和巖石表面化學(xué)等多個變量的影響。

光學(xué)接觸角測量儀
Theta Flow
適用于高要求的表面研究和質(zhì)量控制。用戶友好,兼具高水平的自動化和準(zhǔn)確度,通過配置的高端攝像頭、圖像增強和傳感器,大幅提高測試精度,給大家?guī)砣碌慕佑|角測量體驗。
完整的測量功能
·靜態(tài)接觸角
·動態(tài)接觸角
·滾動角
·表面自由能
·表面張力
·界面張力
·批處理接觸角
·粗糙度修正接觸角
·界面流變(粘彈性)
·高壓和高溫測量
·單纖維接觸角
參考文獻
[1] K. Chaudhary, M. B. Cardenas, W. W. Wolfe, J. A. Maisano, R. A. Ketcham, and P. C. Bennett, "Pore-scale trapping of supercritical CO2 and the role of grain wettability and shape," Geophysical Research Letter, vol. 40, no. 15, pp. 3878-3882, 213.
[2] M. Ali, S. Al-Anssari, M. Arif, A. Barifcani, M. Sarmadivaleh, L. Stalker, M. Lebedev, and S. Iglauer, "Organic acid concentration threshold for aging of carbonate minerals: Implications for CO2 trapping /storage," Journal of Colloid and Surface Science, vol. 534, pp. 88-94, 2019.
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