Understanding the physico-chemical evolution at the steel-cement interfaces in geological CO2 storage environments
了解地质二氧化碳储存环境中钢-水泥界面的物理化学演化
基本信息
- 批准号:2911029
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2024
- 资助国家:英国
- 起止时间:2024 至 无数据
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Carbon capture and storage (CCS) refers to a number of technologies which involve capturing CO2 from large point sources (e.g. power generation plants, hydrogen production facilities, cement plants and steel production plants), followed by compressing and transporting the CO2 to appropriate subsurface reservoirs for sequestration or enhanced oil recovery. However, the implementation of such technologies necessitates long-term wellbore integrity to prevent CO2 leakage back into the atmosphere. Studies have highlighted that a potential critical point of failure is related to the carbonation reactions associated with casing cement as well as the external integrity of the casing itself. CO2 leakage through the annulus is reported to occur much more rapidly than geological leakage through the formation rock, leading to economic loss, reduction of storage efficiency and compromise of the storage location. The potential for such leaks raises considerable concern regarding long-term wellbore isolation, and the durability of hydrated cement. Research by SLB has reviewed the potential for geopolymer cements to afford better CO2 resistance in comparison to ordinary Portland cement through a series of long term exposure experiment. This project is directed towards understanding and quantifying the CO2 resistance of geopolymer cements in contrast to Portland cement with particular focus on (i) assessment of the bulk physico-chemical evolution of alkali-activated cement and the associated pore structure, under super-critical CO2 conditions, and (ii) the reactions mechanisms of casing material in contact with such cements. The successful completion of this project will enable to understand the evolution of both processes simultaneously in a system which experimentally simulates the steel-cement interface, thus enabling the local growth/dissolution at the steel-cement interface to be understood and related to the propensity for de-bonding and CO2 leakage.
碳捕获和存储(CCS)是指许多技术,这些技术涉及从大点源(例如发电厂,氢生产设施,水泥厂和钢生产工厂)捕获CO2,然后将CO2压缩并运输到适当的地下储层以进行序列化或增强的油回收。但是,这种技术的实施需要长期的井眼完整性,以防止二氧化碳泄漏回到大气中。研究表明,潜在的临界失败点与壳体水泥以及壳体本身的外部完整性有关。据报道,通过环的二氧化碳泄漏发生的速度比通过地层岩石泄漏的速度要快得多,导致经济损失,降低存储效率和存储位置的妥协。此类泄漏的潜力引起了人们对长期井眼分离和水合水泥的持久性的相当大关注。 SLB的研究综述了通过一系列长期暴露实验,与普通的波特兰水泥相比,地质聚合物水泥具有更好的二氧化碳耐药性。该项目旨在理解和量化与波特兰水泥相比,与波特兰水泥相反,特别关注(i)评估碱激活水泥的大量物理化学演化以及相关的孔结构,在超临界二氧化碳条件下,以及(ii)与此类壳体接触的反应机制的反应机制。该项目的成功完成将使在实验模拟钢水泥界面的系统中同时了解这两个过程的演变,从而使钢质水泥界面处的局部生长/溶解能够理解,并且与去键和二氧化碳泄漏的倾向相关。
项目成果
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