چالش های عملیاتی ذخیره سازی گاز کربن دی اکسید در مخازن زیرزمینی: مروری بر مهاجرت ذرات ریز، رسوب نمک و آسیب سازند

افزایش غلظت گاز کربن دی اکسید در جو زمین، ناشی از احتراق سوخت های فسیلی و فعالیت های صنعتی، به یکی از بحرانی ترین چالش های زیست محیطی قرن حاضر تبدیل شده است. گاز کربن دی اکسید علاوه بر نقش تخریبی خود در گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی، در غلظت های بالا اثرات سمی مستقیم بر سلامت انسان دارد و می تواند باعث اختلالات تنفسی، شناختی و در موارد شدید منجر به مرگ شود. ذخیره سازی گاز کربن دی اکسید در سازندهای زمین شناسی مانند آبخوان های آب شور و مخازن هیدروکربنی تخلیه شده، به عنوان یکی از موثرترین راهکارهای کاهش انتشار این گاز به جو شناخته می شود. با این حال، تزریق گاز کربن دی اکسید به محیط های متخلخل با چالش های فنی قابل توجهی همراه است که می تواند کارایی ذخیره سازی و پایداری بلندمدت مخزن را به خطر بیندازد. این مقاله به مرور جامع مطالعات و پژوهش های اخیر در زمینه چالش های عملیاتی فرآیند ذخیره سازی گاز کربن دی اکسید می پردازد و پارامترهای کلیدی موثر بر این فرآیند را شناسایی و تحلیل می کند. بررسی مطالعات نشان می دهد که پدیده هایی نظیر تبخیر آب، رسوب نمک، مهاجرت ذرات ریز، انحلال سیمان، و واکنش های شیمیایی می توانند منجر به کاهش شدید تخلخل و تراوایی (تا ۸۰-۸۵%)، مسدودشدگی منافذ، و آسیب سازند شوند. نرخ تزریق گاز، شوری آب شور، دمای مخزن، تراوایی اولیه، و اشباع آب به عنوان پارامترهای کنترل کننده اصلی شناسایی شدند که تاثیر مستقیم بر میزان و گستره آسیب سازند دارند. نتایج نشان می دهد که نرخ های تزریق پایین تر، شوری های بالاتر، و دماهای مرتفع تر، رسوب نمک را تشدید می کنند، اما تاثیر اشباع اولیه آب محدودتر از انتظار است. مطالعات همچنین روابط غیرخطی پیچیده ای بین نرخ تزریق-تراوایی و غلظت ذرات-تراوایی را آشکار کردند که نشان دهنده وجود نقاط بهینه عملیاتی است. این مرور جامع، چارچوبی برای درک بهتر مکانیزم های آسیب سازند و طراحی استراتژی های بهینه ذخیره سازی ارائه می دهد که برای موفقیت پروژه های بلندمدت ذخیره سازی گاز کربن دی اکسید ضروری است.

کلیدواژه ها:

ذخیره سازی گاز کربن دی اکسید ، آسیب سازند ، رسوب نمک ، مهاجرت ذرات ریز ، تخلخل و تراوایی