Technische Universiteit Delft

CO2 opslag
door M&C

Promotie van dhr. W. Plug: "Measurements of capillary pressure and electric permittivity of gas-water systems in porous media at elevated pressures"

16 oktober 2007 | 12:30 uur
plaats: Aula TU Delft

De heer Ir. W. Plug | civiel ingenieur, Nederland promotor | Prof.dr. J. Bruining (CiTG)
toeg.prom | Dr.ir. E.C. Slob (UHD-CiTG)

Measurements of capillary pressure and electric permittivity of gas-water systems in porous media at elevated pressures Opslag van CO2 in aquifers en steenkoollagen is een veelbelovende techniek om de uitstoot van broeikasgassen te reduceren. Wanneer reservoir eigenschappen worden beschouwd, zoals het bevochtigingsgedrag, heterogeniteiten en de mate van doorlatendheid van de afsluitende laag boven het reservoir, is de capillaire druk een belangrijke maat om de efficiëntie, het succes en de veiligheid van de opslagtoepassingen te evalueren. In dit onderzoek werd het capillaire drukgedrag voor het CO2-water systeem in quartz en steenkool onderzocht. Metingen werden uitgevoerd bij drukken en temperaturen die varieerden van atmosferische tot reservoir condities, waarbij CO2 superkritisch is.

Verder werd de relatie tussen hysterese in capillaire druk en het grensoppervlak onderzocht door de capillaire druk en de elektrische permittiviteit, als functie van de frequentie, simultaan te meten.

De resultaten van de quartz monsters lieten zien dat de capillaire druk afhangt van de CO2 druk en dat oplosbaarheidseffecten van CO2 in water alleen werden waargenomen voor gasvormig CO2. Significante capillaire drukfluctuaties en negatieve waarden werden gemeten voor (bijna) superkritische omstandigheden tijdens de imbibitie.

De steenkoolexperimenten lieten zien dat voor steenkool met een gemiddelde inkolingsgraad het bevochtingsgedrag veranderde van water als de bevochtigende fase naar CO2 als de bevochtigende fase bij toenemende CO2 druk. Steenkool met een hoge inkolingsgraad heeft CO2 als de bevochtigende fase tijdens primaire imbibitie voor het gehele drukbereik.

De relatie tussen capillaire druk en grensoppervlak werd onderzocht met behulp van experimenten waarbij de capillaire druk en de elektrische permittiviteit bij 100 kHz werden gemeten als functie van de watersaturatie. De permittiviteit liet hysterese zien tussen drainage en imbibitie. Verder werd er niet-monotoon bedrag geobserveerd. Dit gedrag werd toegeschreven aan de polarisatie van het gas-water en water-zand grensvlak. De hysterese in permittiviteit werd teweeggebracht door de verschillende distributie van de fases en de geometriën. Vanuit deze meetresultaten kon worden geconcludeerd dat de capillaire druk een unieke functie is van de permittiviteit en de watersaturatie.

Laatst gewijzigd: 27 september 2007