Name: Dynamic נקבובית בקנה מידה Reservoir-מצב הדמיה של ריאקציה קרבונטים שימוש טומוגרפיה Synchrotron מהיר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-02-21T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 18 s
Description: למדו לתעד דינמיקת מסלעה בזמן אמת בתנאי מאגר באמצעות טומוגרפיית סינכרוטרון מהירה. השיטה מאפשרת מחקר אינטראקציות נוזל-סלע לאחסון פחמן ויישומים גיאוכימיים נוספים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו אסירי תודה על מימון ממרכז המחקר לקרבונט ואחסון פחמן בקטאר (QCCSRC), המסופק במשותף על ידי Qatar Petroleum, Shell ופארק המדע והטכנולוגיה של קטאר. אנו גם אסירי תודה על המימון והתמיכה הניתנים על ידי Diamond Lightsource ואוניברסיטת מנצ'סטר בענף ההדמיה I13.

<ol><li>Herzog, H., Caldeira, K., Reilly, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+issue+of+permanence%3A+Assessing+the+effectiveness+of+temporary+carbon+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Clim.+Change%22%5BJournal%5D)">An issue of permanence: Assessing the effectiveness of temporary carbon storage.</a> Clim. Change. 59, 293-310 (2003).</li>
<li>Metz, B., Davidson, O., de Coninck, H., Loos, M., Meyer, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMetz%2C+B+%22Carbon+Dioxide+Capture+and+Storage.+IPCC%22">Carbon Dioxide Capture and Storage. IPCC</a>. , Cambridge University Press. 431(2005).</li>
<li>Langmuir, D., Hall, P., Drever, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLangmuir%2C+D+%22Aqueous+Environmental+Geochemistry%22">Aqueous Environmental Geochemistry</a>. , Prentice Hall. (1997).</li>
<li>Morse, J. W., Mackenzie, F. T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMorse%2C+JW+%22Geochemistry+of+sedimentary+carbonates%22">Geochemistry of sedimentary carbonates</a>. , Elsevier. (1990).</li>
<li>Peng, C., Crawshaw, J. P., Maitland, G. C., Trusler, J. M., Vega-Maza, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+pH+of+CO+2-saturated+water+at+temperatures+between+308K+and+423K+at+pressures+up+to+15MPa%5BTitle%5D)+AND+%22J+Supercrit+Fluid%22%5BJournal%5D)">The pH of CO 2-saturated water at temperatures between 308K and 423K at pressures up to 15MPa.</a> J Supercrit Fluid. 82, 129-137 (2013).</li>
<li>Peng, C., Crawshaw, J. P., Maitland, G. C., Trusler, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinetics+of+calcite+dissolution+in+CO+2-saturated+water+at+temperatures+between+%28323+and+373%29+K+and+pressures+up+to+13.8+MPa%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Geol%22%5BJournal%5D)">Kinetics of calcite dissolution in CO 2-saturated water at temperatures between (323 and 373) K and pressures up to 13.8 MPa.</a> Chem. Geol. 403, 74-85 (2015).</li>
<li>Bachu, S., Nordbotten, J. M., Celia, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+the+spread+of+acid+gas+plumes+injected+in+deep+saline+aquifers+in+western+Canada+as+an+analogue+to+CO2+injection+in+continental+sedimentary+basins%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+7th+International+Conference+on+Greenhouse+Gas+Control+Technologies%22%5BJournal%5D)">Evaluation of the spread of acid gas plumes injected in deep saline aquifers in western Canada as an analogue to CO2 injection in continental sedimentary basins.</a> Proceedings of 7th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies. 1, (2004).</li>
<li>Bachu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+CO+2+storage+efficiency+in+deep+saline+aquifers%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Greenh+Gas+Con%22%5BJournal%5D)">Review of CO 2 storage efficiency in deep saline aquifers.</a> Int J Greenh Gas Con. , (2015).</li>
<li>Marland, G., Fruit, K., Sedjo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Accounting+for+sequestered+carbon%3A+the+question+of+permanence%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Policy%22%5BJournal%5D)">Accounting for sequestered carbon: the question of permanence.</a> Environ Sci Policy. 4, 259-268 (2001).</li>
<li>Daccord, G., Lenormand, R., Lietard, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Dissolution+of+a+Porous-Medium+by+a+Reactive+Fluid+.1.+Model+for+the+Wormholing+Phenomenon%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng.+Sci%22%5BJournal%5D)">Chemical Dissolution of a Porous-Medium by a Reactive Fluid .1. Model for the Wormholing Phenomenon.</a> Chem. Eng. Sci. 48, 169-178 (1993).</li>
<li>Daccord, G., Lietard, O., Lenormand, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+Dissolution+of+a+Porous-medium+by+a+Reactive+Fluid+.2.+Convection+vs+Reaction%2C+Behavior+Diagram%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng.+Sci%22%5BJournal%5D)">Chemical Dissolution of a Porous-medium by a Reactive Fluid .2. Convection vs Reaction, Behavior Diagram.</a> Chem. Eng. Sci. 48, 179-186 (1993).</li>
<li>Maheshwari, P., Ratnakar, R., Kalia, N., Balakotaiah, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3-D+simulation+and+analysis+of+reactive+dissolution+and+wormhole+formation+in+carbonate+rocks%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng.+Sci%22%5BJournal%5D)">3-D simulation and analysis of reactive dissolution and wormhole formation in carbonate rocks.</a> Chem. Eng. Sci. 90, 258-274 (2013).</li>
<li>El-Maghraby, R., Pentland, C., Iglauer, S., Blunt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fast+method+to+equilibrate+carbon+dioxide+with+brine+at+high+pressure+and+elevated+temperature+including+solubility+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22J+Supercrit+Fluid%22%5BJournal%5D)">A fast method to equilibrate carbon dioxide with brine at high pressure and elevated temperature including solubility measurements.</a> J Supercrit Fluid. 62, 55-59 (2012).</li>
<li>Fredd, C., Fogler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+Transport+and+Reaction+on+Wormhole+Formations+in+Porous+Media%5BTitle%5D)+AND+%22AIChE%22%5BJournal%5D)">Influence of Transport and Reaction on Wormhole Formations in Porous Media.</a> AIChE. 44, (1998).</li>
<li>Gharbi, O., Toth, A., Bijeljic, B., Boek, E., Blunt, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGharbi%2C+O+%22PGE+Seminar+Series%22">PGE Seminar Series</a>. , Imperial College London. (2013).</li>
<li>Luquot, L., Gouze, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+determination+of+porosity+and+permeability+changes+induced+by+injection+of+CO2+into+carbonate+rocks%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Geol%22%5BJournal%5D)">Experimental determination of porosity and permeability changes induced by injection of CO2 into carbonate rocks.</a> Chem. Geol. 265, 148-159 (2009).</li>
<li>Cohen, C. E., Ding, D., Quintard, M., Bazin, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+pore+scale+to+wellbore+scale%3A+Impact+of+geometry+on+wormhole+growth+in+carbonate+acidization%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Eng.+Sci%22%5BJournal%5D)">From pore scale to wellbore scale: Impact of geometry on wormhole growth in carbonate acidization.</a> Chem. Eng. Sci. 63, 3088-3099 (2008).</li>
<li>Li, L., Peters, C. A., Celia, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Upscaling+geochemical+reaction+rates+using+pore-scale+network+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Water+Resour%22%5BJournal%5D)">Upscaling geochemical reaction rates using pore-scale network modeling.</a> Adv Water Resour. 29, 1351-1370 (2006).</li>
<li>Swoboda-Colberg, N. G., Drever, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mineral+dissolution+rates+in+plot-scale+field+and+laboratory+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Geol%22%5BJournal%5D)">Mineral dissolution rates in plot-scale field and laboratory experiments.</a> Chem. Geol. 105, 51-69 (1993).</li>
<li>Berg, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+3D+imaging+of+Haines+jumps+in+porous+media+flow%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Real-time 3D imaging of Haines jumps in porous media flow.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 110, 3755-3759 (2013).</li>
<li>Blunt, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pore-scale+imaging+and+modelling%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Water+Resour%22%5BJournal%5D)">Pore-scale imaging and modelling.</a> Adv Water Resour. 51, 197-216 (2013).</li>
<li>Ott, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Core-flood+experiment+for+transport+of+reactive+fluids+in+rocks%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Core-flood experiment for transport of reactive fluids in rocks.</a> Rev. Sci. Instrum. 83, 084501(2012).</li>
<li>Gharbi, O. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Fluid-Rock+Interactions+in+Carbonates%3A+Applications+to+CO2+storage%22">Fluid-Rock Interactions in Carbonates: Applications to CO2 storage</a>. , Imperial College London. (2014).</li>
<li>Noiriel, C., Gouze, P., Made, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+analysis+of+geometry+and+flow+changes+in+a+limestone+fracture+during+dissolution%5BTitle%5D)+AND+%22J+Hydrol%22%5BJournal%5D)">3D analysis of geometry and flow changes in a limestone fracture during dissolution.</a> J Hydrol. 486, 211-223 (2013).</li>
<li>Hao, Y., Smith, M., Sholokhova, Y., Carroll, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CO2-induced+dissolution+of+low+permeability+carbonates.+Part+II%3A+Numerical+modeling+of+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Water+Resour%22%5BJournal%5D)">CO2-induced dissolution of low permeability carbonates. Part II: Numerical modeling of experiments.</a> Adv Water Resour. 62, 388-408 (2013).</li>
<li>Smith, M. M., Sholokhova, Y., Hao, Y., Carroll, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CO2-induced+dissolution+of+low+permeability+carbonates.+Part+I%3A+Characterization+and+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Water+Resour%22%5BJournal%5D)">CO2-induced dissolution of low permeability carbonates. Part I: Characterization and experiments.</a> Adv Water Resour. 62, 370-387 (2013).</li>
<li>Gouze, P., Luquot, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X-ray+microtomography+characterization+of+porosity%2C+permeability+and+reactive+surface+changes+during+dissolution%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Contam.+Hydrol%22%5BJournal%5D)">X-ray microtomography characterization of porosity, permeability and reactive surface changes during dissolution.</a> J. Contam. Hydrol. 120-121, 45-55 (2011).</li>
<li>Menke, H. P., Bijeljic, B., Andrew, M. G., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Three-Dimensional+Pore-Scale+Imaging+of+Reaction+in+a+Carbonate+at+Reservoir+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Dynamic Three-Dimensional Pore-Scale Imaging of Reaction in a Carbonate at Reservoir Conditions.</a> Environ. Sci. Technol. 49, 4407-4414 (2015).</li>
<li>Andrew, M., Bijeljic, B., Blunt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reservoir+Condition+Pore-scale+Imaging+of+Multiple+Fluid+Phases+Using+X-ray+Microtomography%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Reservoir Condition Pore-scale Imaging of Multiple Fluid Phases Using X-ray Microtomography.</a> J Vis Exp. , (2015).</li>
<li>Andrew, M., Bijeljic, B., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pore-scale+imaging+of+trapped+supercritical+carbon+dioxide+in+sandstones+and+carbonates%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Greenh+Gas+Con%22%5BJournal%5D)">Pore-scale imaging of trapped supercritical carbon dioxide in sandstones and carbonates.</a> Int J Greenh Gas Con. 22, 1-14 (2014).</li>
<li>Henke, B. L. Filter Transmission. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://henke.lbl.gov/optical_constants/filter2.html">http://henke.lbl.gov/optical_constants/filter2.html</a> (2015).</li>
<li>Henke, B. L., Gullikson, E. M., Davis, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((X-ray+interactions%3A+photoabsorption%2C+scattering%2C+transmission%2C+and+reflection+at+E%3D+50-30%2C000+eV%2C+Z%3D+1-92%5BTitle%5D)+AND+%22At.+Data+Nucl.+Data+Tables%22%5BJournal%5D)">X-ray interactions: photoabsorption, scattering, transmission, and reflection at E= 50-30,000 eV, Z= 1-92.</a> At. Data Nucl. Data Tables. 54, 181-342 (1993).</li>
<li>Schlüter, S., Sheppard, A., Brown, K., Wildenschild, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image+processing+of+multiphase+images+obtained+via+X-ray+microtomography%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Water+Resour.+Res%22%5BJournal%5D)">Image processing of multiphase images obtained via X-ray microtomography: A review.</a> Water Resour. Res. 50, 3615-3639 (2014).</li>
<li>Buades, A., Coll, B., Morel, J. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+non-local+algorithm+for+image+denoising%5BTitle%5D)+AND+%22Computer+Vision+and+Pattern+Recognition%2C+2005.+CVPR+2005.+IEEE+Computer+Society+Conference+on%22%5BJournal%5D)">A non-local algorithm for image denoising.</a> Computer Vision and Pattern Recognition, 2005. CVPR 2005. IEEE Computer Society Conference on. 2, 60-65 (2005).</li>
<li>Buades, A., Coll, B., Morel, J. -M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nonlocal+image+and+movie+denoising%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Comput+Vision%22%5BJournal%5D)">Nonlocal image and movie denoising.</a> Int J Comput Vision. 76, 123-139 (2008).</li>
<li>Sheppard, A. P., Sok, R. M., Averdunk, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Techniques+for+image+enhancement+and+segmentation+of+tomographic+images+of+porous+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+A%22%5BJournal%5D)">Techniques for image enhancement and segmentation of tomographic images of porous materials.</a> Physica A. 339, 145-151 (2004).</li>
<li>Lanczos, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLanczos%2C+C+%22An+iteration+method+for+the+solution+of+the+eigenvalue+problem+of+linear+differential+and+integral+operators%22">An iteration method for the solution of the eigenvalue problem of linear differential and integral operators</a>. , United States Governm. Press Office. (1950).</li>
<li>Andrew, M., Menke, H., Blunt, M. J., Bijeljic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Imaging+of+Dynamic+Multiphase+Fluid+Flow+Using+Synchrotron-Based+X-ray+Microtomography+at+Reservoir+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Transport+Porous+Med%22%5BJournal%5D)">The Imaging of Dynamic Multiphase Fluid Flow Using Synchrotron-Based X-ray Microtomography at Reservoir Conditions.</a> Transport Porous Med. , 1-24 (2015).</li>
<li>Raeini, A. Q., Blunt, M. J., Bijeljic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modelling+two-phase+flow+in+porous+media+at+the+pore+scale+using+the+volume-of-fluid+method%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comput.+Phys%22%5BJournal%5D)">Modelling two-phase flow in porous media at the pore scale using the volume-of-fluid method.</a> J. Comput. Phys. 231, 5653-5668 (2012).</li>
<li>Bijeljic, B., Raeini, A., Mostaghimi, P., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predictions+of+non-Fickian+solute+transport+in+different+classes+of+porous+media+using+direct+simulation+on+pore-scale+images%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+E%22%5BJournal%5D)">Predictions of non-Fickian solute transport in different classes of porous media using direct simulation on pore-scale images.</a> Phys Rev E. 87, 013011(2013).</li>
<li>Dong, H., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pore-network+extraction+from+micro-computerized-tomography+images%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Rev+E%22%5BJournal%5D)">Pore-network extraction from micro-computerized-tomography images.</a> Phys Rev E. 80, 036307(2009).</li>
<li>Menke, H. P., Bijeljic, B., Andrew, M. G., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+Pore-scale+Imaging+of+Reactive+Transport+in+Heterogeneous+Carbonates+at+Reservoir+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+Procedia%22%5BJournal%5D)">Dynamic Pore-scale Imaging of Reactive Transport in Heterogeneous Carbonates at Reservoir Conditions.</a> Energy Procedia. 63, 5503-5511 (2014).</li>
<li>Bijeljic, B., Mostaghimi, P., Blunt, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Signature+of+non-Fickian+solute+transport+in+complex+heterogeneous+porous+media%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Signature of non-Fickian solute transport in complex heterogeneous porous media.</a> Phys. Rev. Lett. 107, 204502(2011).</li>
<li>Ott, H., Oedai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wormhole+formation+and+compact+dissolution+in+single-and+two-phase+CO2-brine+injections%5BTitle%5D)+AND+%22Geophys.+Res.+Lett%22%5BJournal%5D)">Wormhole formation and compact dissolution in single-and two-phase CO2-brine injections.</a> Geophys. Res. Lett. 42, 2270-2276 (2015).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

השלבים הקריטיים ביותר עבור הדמיה דינמית של תגובה במבנים נקבוביים הטרוגניות בתנאי מאגר הם: 1) בקרת טמפרטורה מדויקת של התא בתוך קרן ורוד; 2) יציבות בעל ליבה מוצלחת על במה זז מהר; 3) טכניקות עיבוד ואחסון נתונים יעילות; ו -4) פילוח יעיל של תמונות זמן נפתר. בקרת טמפרטורת הגוף חיונית הדמיה מצב המאגר באמצעות קרן ורוד. אם הטמפרטורה עולה מעל הטמפרטורה בכור, CO 2 יהיה exsolve במרחב הנקבובי הוא לשנות את ה- pH של המלח וליצור גרעינים של הסופר הקריטי CO 2 במרחב הנקבובי שיכול לשנות את אופי הפירוק 44. השימוש במסננים כדי לספוג את קרן ה- X אנרגיה הנמוכה יותר הוא קריטי עבור הסרת לחץ טמפרטורה נוספת זה המאפשר תרמי ו לעטוף חימום לשלוט בטמפרטורה ביעילות חיצונית. עם זאת, מסנן להוריד אתתפוקת אנרגיה כוללת של הקורה ולכן יש להשתמש במשורה כדי לא להגדיל באופן משמעותי את זמן רכישה הכולל. יתר על כן, סוג המסנן ועובי חייב להיות מותאם אורכי גל אנרגיה הספציפיים תפוקה של הקו הקורה. בעל הליבה עובר מדגיש סיבוב ורעידות במהלך רכישת טומוגרפיה שיכולה לגרום השרוול הסיבי פחמן לרעוד במהלך סיבוב הבמה לטשטש את התחזיות. כדי למזער את הפוטנציאל הזה, בעל הליבה נועד לשמש שרוול 6 ס&quot;מ קצרים לשימוש בבית synchrotrons. שרוול זה לא יהיה נוח לשימוש עם סורקים גבי ספסל, כמו אבזרי קצה פלדה שיעכבו מזעור המרחק המקור-מדגם והגדלה גיאומטרית. עם זאת, עם מקור מקביל אור אלה אינם חששות. כל סריקה טומוגרפית נלקחה בסדרה יכולה להיות גודל של מעל 20 GB כלומר סדרה של 100 סריקות תהיה 2 TB בגודל. כאשר לוקחים סריקות רבות ברציפות מאוד quickly היא את רוחב פס המכשיר ואפשרויות אחסון מספקים אתגרי ניהול נתונים משמעותיים. מנגנון ההדמיה הניסיוני חייב להיות מתוכנן עם אילוצים אלה בחשבון כדי לממש את פוטנציאל ההדמיה הדינמי לחלוטין של טומוגרפיה מהר. צווארי בקבוק העברת נתונים חייבים להיות מזוהה לפני תחילת הניסוי ואת התשתית הטכנולוגית המותאמת כך בנושאים כמו מצלמה לקרוא את מהירות, רוחב פס העברה, ומהירות כתיבת אחסון לא לעכב פוטנציאל מהירות רכישה. פילוח אפקטיבי של תמונות הזמן נפתר התפרקות מספק אתגר. כאשר סריקה טומוגרפית נלקח במערכת שינוי הקצוות של הגבול מוצק נוזלי יכול מיטשטשים. טשטוש זה עושה טכניקות פילוח מסורתיות כגון פרשת מים, אשר עובד על ההנחה כי הגבולות יהיו האזורים עם שיפוע ההנחתה הגבוה ביותר, הרבה פחות מוצלחת. כדי לעקוף זאת, תמונת הבדל של unreacתמונות טד והגיב מחושב המספק תמונה של אזורים בלבד של שינוי. שיטה זו מאפשרת פילוח מוצלח של המבנה הנקבובי משתנה ללא הרף. טומוגרפיה מהר Synchrotron בשילוב עם מנגנון בקנה מידה המאגר היא שיטה ניסיונית עוצמה שיכול להיות מותאם כדי לבחון מגוון של יישומים, כולל תהליכי זרימה רב שלבית, advection דוחי, והתחבורה מדיומים הטרוגנית מבחינה כימית. עם זאת, המנגנון הנוכחי מוגבל לרזולוציה זמן בסדר גודל של שניות, ניסויים חד פאזיים, וגדלים מדגם קטן. שדרוגי עיצוב עתידיים עשויים לכלול משאבות נוספות יכל תלת פאזיים, הגדלת שטף כדי להיות מסוגל לחדור מדיומים גדולים, טכניקות שחזור טובות יותר המאפשרות תחזיות פחות להילקח לכל סריקה, וגישות רבות משתני רכישת תמונה ופילוח שיכול לשפר עוד יותר מידע עומק, רוחב, ודיוק.

אחת בעיות מרכזיות של לכידת פחמן האחסון (CCS) היא אבטחת 1 אחסון לטווח ארוך, 2. פחמן דו-חמצנים, CO 2, המוזרק מתחת לפני הקרקע יתמוססו ב התמלחת המארחת ויוצרים פחמן דו חמצני 3, 4, 5. יש מלח חומצי זה יש פוטנציאל להגיב עם ולמוסס הסלע שמסביב, בייחוד אם הסלע המארח הוא גיר 6. פירוק יכול להיות חיובי ולאפשר חדירות היווצרות המשך 7 ואחסון יותר קביעות 8. עם זאת, שלמות חותם גיאולוגית עלולה לסכן ידי פירוק זו ולאפשר 2 CO להגר אל פני השטח 9. דוגמנות חזויה מדויקת של קביעות אחסון לפיכך תלוי פירוק הבנה מלאה במערכת מלח-רוק ואת ההפצהשיעור תנועת נוזל מתחת לפני הקרקע 10, 11, 12. עם זאת, האופי וקצב הפירוק ב קרבונטים תלוי הוא את המאפיינים של המלח 13, 14, 15, 16 ו מארח הרוק 17. שיעורי הפירוק הם גם תלויים מאוד על טמפרטורת מלח ולחץ 6, מה שהופכים את הפיתוח של טכניקות ניסוי למדידת תהליכים תלויי זמן מורכב בתנאי מאגר נציג חיוניים. ניסויים קודמים מצאו כי שיעורי התגובה שדה בקנה מידה הם בדרך כלל סדרי גודל נמוך יותר מאשר מדידות אצווה כור ניסיוני 18, 19. heterogene בליה, מינרליםity, ערבוב שלם בשדה זרימה הטרוגנית הם הסברים אפשריים לתופעה זו. עם זאת, לא ניתן להעריך את הגורמים המשמעותיים ביותר ללא תצפית ישירה של הנקבוביות המתפתחת במהלך התגובה. לפיכך, ניסויים נקבוביים בקנה מידה דינמיים נדרשים לספק הוא תובנה הגומלין בין התחבורה ותגובה לאמת מודלים חזויים. שיטה ניסיונית הוקמה לחקר תהליכים בקנה מידה נקבובי יישומי אחסון הפחמן היא microtomography רנטגן (μCT) 20, 21. μ-CT יש מספר יתרונות: היא משיגה החלטות מרחבית גבוהה של עד כ 1 מיקרומטר, זה אינו פולשני, ומספק תמונות תלת ממדיות. פירוק גיר נחקר בליבה (~ הסנטימטר) בהיקף 22 וזה נמצא כי תגובת רוק-מלח מגביר ההטרוגניות פיזית. כדי לקדם את ההבנה של איך לא שונהתנאי ransport והתגובה לשנות את המבנים מוצקים נקבוביים המורכבים יש צורך למדוד שינויי מושרה תגובה בגיאומטריה נקבובי חלל, טופולוגיה וזרימה במערכות סלע מתחת לפני קרקע בטמפרטורות מאגר ולחצים ברזולוציה גבוהה יותר, כדי לחקור בפירוט pore- תהליכים בקנה מידה. מאמר זה מתאר שיטה של לימוד תהליכי פירוק תגובתי רוק עם מבנים נקבוביים מורכבים להתמקד מדידת זמן קצב תגובה תלויה מרחבית בין מי מלח 2 CO -acidified וסלע גיר בתנאי מאגר. היו כמה מחקרים שבחנו תגובה קרבונטים מורכב 23, 24, 25, 26, 27, אך בשל אילוצים ניסיוניים או הדמיה הם היו או מוגבלים מראש ותגובה פוסט תמונות או לא הושלמובתנאים תת קרקע נציג. Menke et al. 28 בצעו דינמי הדמיה באתרו של תגובה בין מי מלח CO 2 -acidified ואבן גיר Ketton בקנה המידה הנקבובי על פני תקופה של כמה שעות בבית נציג טמפרטורה ולחץ של אקוויפר בכ 1 קילומטר לעומק. עם זאת, Ketton הוא סלע הומוגנית יחסית עם דגנים גדולים כי הוא קל תמונה בתוך זמן קצר מאוד (~ 17 דקות) ועם כמה תחזיות (~ 400). יש מבנים נקבוביים מורכבים ביותר הסלעים קרבונט הדורשים תחזיות רבות לפתור במדויק אילו יכול להיות תהליך אינטנסיבי מאוד זמן באמצעות μ-CT המסורתית - גם עם קרן מונוכרומטי ב מקור synchrotron או עם סורקי רנטגן ספסל עליונים. לפיכך, שיטה מהירה של טומוגרפיה יש צורך לראות שינויי מושרה תגובת קרבונטים הטרוגנית באופן דינמי. משך הזמן שנדרש כדי תמונת מדגם נשלט על ידי השטף של הדואר מקור רנטגן. שיטת סריקה אחת היא במהירות להשתמש הקורה הצבעוני של מקור סינכרוטרון 20. זה מה שנקרא &#39;Pink Beam&#39; מספק סדרי גודל יותר אור חזק יותר מאשר מקורות הספסל העליון ולכן ניתן לצלם תמונות על עשרות-של-השני ולא סולמות זמן שעה. Undulator שמורכבת מבנה תקופתי של מגנטים דיפול מייצרת את Beam ורוד. אלומת האלקטרונים נאלצת לעבור תנודות כפי שהוא חוצה את המגנטים וכתוצאה מכך מקרין אנרגיה. האנרגיה המופקת מרוכזת לרצועות צרות אורך גל הוא מאוד אינטנסיבי. מראות ומסננים משמשים לאחר מכן כדי לצמצם את הספקטרום של אור כדי להתאים לצורכים ניסיוניים. מראה לספוג את ספקטרום האנרגיה הגבוהה תוך מסננים לספוג את באנרגיות נמוכות. לכן אפשר לצמצם את הספקטרום ללהקה הרצויה של קרינה באמצעות רק בכלים אלה. עם זאת, באמצעות שטף רנטגן אינטנסיבי זה לא בלי האתגרים שלה. הצילומי רנטגן אנרגיה נמוך יותר של הספקטרום הוורוד Beam נקלט על ידי המדגם כחום. זה יכול להפריע בקרת הטמפרטורה של במנגנון באתר ולגרום 2 CO כדי exsolve מפתרון 20. CO 2 מלח -saturated רגיש מאוד הן חום ולחץ ולכן שינוי קטן בשיווי משקל תרמי יכול לשנות את ה- pH משמעותי של באתרו נוזל 5. לפיכך, אלמנטים עיצוביים ובקרה קפדנים על ספקטרום רנטגן חייבים להיות משולבים בתוך ציוד קורה הקו לפני ההדמיה. טומוגרפיה מהיר גם מייצר כמות עצומה של נתונים בקצב גבוה. המגבלות של נתונים קריאים ממצלמת האחסון הבא לספק אתגר טכנולוגי משמעותי. חלקם להתגבר על זה על ידי לקיחת סריקות רצופות כמה ואחסונם על הזיכרון של המצלמה לפני שאתם מקריאים אותם לשרתי נתונים חיצוניים. עם זאת, זה דורש כי הניסוי להיות relatively קצר כמו זיכרון המצלמה יכולה להחזיק נפח סופי רק של נתונים. Binning הנתונים על המצלמה גם מפחית העברת זמן כפי שהיא מקטינה את נפח הנתונים צורך להיות מועברים, אך יש לו את הפוטנציאל להפחית את איכות התמונות. לחלופין, את הנתונים ניתן להעביר את המצלמה לאחר כל סריקה לפני תחילת הבא, אשר יגדיל את סך כל הזמן בין סריקות. מחקר זה השתמש השיטה השנייה עם כל רכישת תמונה לוקחת ~ 45 שניות ונתונים לקרוא את הנטילה ~ 30 s נוספים. כאשר לוקחים סריקות בקצב גבוה, במת המדגם חייבת להסתובב הרבה יותר מהר מאשר עם סריקה מסורתית ולכן לחץ הפוטנציאל זוויתי על בעל הליבה הוא נהדר. סיבי פחמן, בעוד רנטגן שקוף, הוא גמיש כאשר הדגיש. אם המהלכים המדגמים במהלך טשטוש תמונת רכישת תמונה יכולים להתרחש. השרוול בעל הליבה נועד להיות קצר ככל האפשר כדי להקטין מדגיש הפוטנציאלי אלה. בנוסף, פוליאתילן גמישאה קיטון אתר (פיק) צינורות שמשו על כל האלמנטים של מנגנון ניסיוני הקרוב לבמה כך שהשלב היה חופשי לסובב. חסרון אחד של שימוש צינורות צצים הוא שזה חדיר ל- CO 2 על לוחות זמנים מתרחבים. נוזל מתגוררי הקווים לתקופות ארוכות יהפוך desaturated בהדרגה על פני תקופה של כ -24 שעות. כל הקווים שלא היו ליד בעל הליבה היו עשויים נירוסטה והנוזל היה מראש equilibrated בכור Hastelloy המעורב במרץ מחומם בלחץ תנאי ניסוי 23, 29, 30. הציוד המשמש לניסויים מתואר באיור 1. טמפרטורת מאגר נשמרה בעל הליבה על ידי לפפת את החלק החיצוני של שרוול קלטת חימום שקוף רנטגן והחדרת תרמי דרך יציאת הרדיאלי של התא לנוזל הכליאה. פרופורציוני Integral Dבקר erivative (מח&quot;ש) מוסדר אז הטמפרטורה בתוך 1 מעלות צלזיוס. תנאי לחץ וזרימה היו מתוחזקים באמצעות שלוש משאבות מזרק הלחץ הגבוה שאינן מדויקות כדי קצב הזרימה של 0.001 מ&quot;ל / דקה. שני מלחים שימשו הניסוי, סופג מאוד 25% wt KI מלח ובלתי-ו לשפל קליטת 1% wt KCl, 5% wt מלח תגובתי NaCl. ההבדל הנחתה עשה את זה קל לראות את הגעתם של מלח תגובתי הליבה ביצוע חישובי נפח מת מיותרת.

<table><tbody><tr><td>מלח NaCl</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S7653-1KG</td><td></td></tr><tr><td>מלח KCl</td><td>Sigma Aldrich</td><td>P9333-1KG</td><td></td></tr><tr><td>מלח KI</td><td>Sigma Aldrich</td><td>30315-1KG</td><td></td></tr><tr><td>מחזיק ליבה</td><td>Airbourne Composites</td><td>110 מ"מ מחזיק ליבה</td><td>נבנה בשילוב עם צינורות PEEK של אימפריאל קולג'</td></tr><tr><td></td><td>Kinesis</td><td>1560xL</td><td></td></tr><tr><td>צמד תרמי</td><td>אומגה הנדסה</td><td>KMTSS-IM300U-150</td><td></td></tr><tr><td>סרט חימום גמיש</td><td>אומגה הנדסה</td><td>KH-112/10-P</td><td></td></tr><tr><td>1/16 אינץ' שסתום מחט</td><td>Hydrasun Ltd</td><td>MVE1002</td><td></td></tr><tr><td>משאבת מזרק בלחץ גבוה</td><td>Teledyne ISCO</td><td>1000D</td><td></td></tr><tr><td>600 מ"ל Parr כור</td><td>Parr Instrument Company</td><td>4547A - hastelloy</td><td></td></tr><tr><td>CO<תת>2 צילינדר</td><td>BOC</td><td>CO2 - גודל E</td><td></td></tr><tr><td>Viton</td><td>Fisher Scientific</td><td>11572583</td><td></td></tr><tr><td>רדיד אלומיניום</td><td>Coroplast</td><td>1510AWX</td><td></td></tr><tr><td>ImageJ - עיבוד תמונה</td><td>NIH</td><td>ImageJ</td><td></td></tr><tr><td>Matlab</td><td>Mathworks</td><td>Matlab</td><td>משמש לניתוח נתונים</td></tr><tr><td>Avizo</td><td>FEI</td><td>Avizo</td><td></td></tr><tr><td>גלאי דליפות סנופ</td><td>סווגלוק</td><td>MS-SNOOP-8OZ</td><td></td></tr></tbody></table>

dynamic נקבובית בקנה מידה reservoir-מצב הדמיה של ריאקציה קרבונטים שימוש טומוגרפיה synchrotron מהיר

Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography

קביעות אחסון תת קרקעיות היא חשש עיקרי עבור לכידה ואחסון פחמן. לשואב CO 2 לתוך מאגרי קרבונט יש הפוטנציאל לפזר חותמות גיאולוגיות ולאפשר 2 CO לברוח. עם זאת, תהליכי הפירוק בתנאי מאגר הם הבינו היטב. לפיכך, ניסויי זמן נפתר נדרשים להתבונן לחזות את האופי וקצב הפירוק בקנה המידה הנקבובי. טומוגרפיה מהר Synchrotron היא שיטה של ​​לקיחת תמונות ברזולוציה גבוהה זמן לפתור מבנים נקבוביים מורכבים הרבה יותר מהר מאשר μ-CT המסורתית. Lightsource יהלום ורוד Beam שימש פירוק התמונה באופן דינמי של גיר בנוכחות CO 2 מלח -saturated בתנאי מאגר. 100 סריקות נלקחו ברזולוציה 6.1 מיקרומטר על פני תקופה של 2 שעות. התמונות היו מפולחות הנקבובית והחדיר נמדדו באמצעות ניתוח תמונה והפקת רשת. נקבובי מוגבר באופן אחיד לאורך length של המדגם; עם זאת, קצב הגידול של שני נקבוביות וחדירות האט בתקופות מאוחרות יותר.

התגובה היה צילמו בין קלציט unbuffered מלח scCO 2 הרווי 4 מ"מ קוטר 1.2 ס"מ באורך הליבה קרבונט פורטלנד 42. קרבונט פורטלנד הוא oolite קלציט טהור יחסית (&lt;99%) עם מבנה נקבובי הטרוגנית מורכב 43. צילומי הרנטגן האנרגיה הנמוך סונן על ידי העברת הקרן באמצעות 2 מ"מ של אל ו -0.1 מיקרומטר של Au. Scintillator CdWO 4 עם עדשה אובייקטיבית 1.25x ומצלמת EDGE PCO שמש באסיפת הגלאי. הסריקות היבשות נרכשו עם 4,000 תחזיות בעוד הסריקות הדינמיות היו 1,000 תחזיות כל. זמן רכישה הכולל היה ~ 1 דקה 15 שניות לכל סריקה עם ~ 100 סריקות נלקחות על פני תקופה של 2 שעות. הסרה לשיקום חפץ הושלמה באמצעות תוכנת קניינית lightsource היהלומים. כל תמונה מורכבת של 2000 3 ווקסלים, WHIch היו זרקת לפח ואז להגדיל את האות לרעש והתוצאה היא תמונה של 1000 3 ווקסלים ברזולוציה של 6.1 מיקרומטר (איור 5). התמונות עובדו מכן באמצעות מודולים עיבוד תמונה ב Avizo 8.1 ותוכניות ImageJ (ראה קובץ משלימה). כל תמונה נדרש כ 12 שעות CPU ו -3 שעות GPU של עיבוד במחשב עם מעבד 3.0 GHz ו GPU טסלה K20C. התמונות המפולחות נותחו כסדרת זמן עד ששינויים נקבוביים על ידי ספירת המספר של ווקסלים של הנקבוביות בסלע. במהלך עליות נקבוביות פירוק עם הזמן (איור 6). בדיקה ויזואלית של תמונות המפולחות (איור 7) מראה את הנוכחות של ערוץ בכיוון זרימה. כאשר נקבובי הוא זמם כפונקציה של הזמן ומרחק מן המדגם מפרצון ברור שערוץ נוצר בשעה הראשונה ולאחר מכן התרחב ככל שהניסוי נמשך (F igure 8). התמונות המפולחות אז שמשו כקלט למודל חילוץ רשת לנתח שינויים חדירים (איור 9). נמצא כי חלה עלייה חדה בחדירות במהלך השעה הראשונה, אבל אז החדירות התייצבו בתקופות מאוחרות יותר. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig1.jpg"> איור 1. במנגנון ניסיוני באתרו. CO 2 בלחץ ידי משאבת ההזרקה והשתמשו לאזן מלח בכור. מלח תגובתי נמשך דרך הרכבת ליבה ידי משאבת המקבל. התא הוא מוגבל על ידי מים די במשאבת כליאת קלטת חימום המחוממת באמצעות בשליטת תרמי בנוזל הכליאה. המערכת הניסיונית מחוברת יחד באמצעות צינורות זרימת נוזל מופנה באמצעות שסתומים (V) ואיגודים (U).ps: //www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig1large.jpg "target =" _ blank "&gt; לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig2.jpg"> איור 2. ספקטרום ה- X של קרן ורוד היהלומים lightsource I-13I מחושבת הוא באמצעות עקומת הכוונון הניסיונית רפלקטיביות מראה תיאורטית והעברת מסנן. מראה לספוג אנרגיות מעל 30 keV; מסננים אל ו- Au לספוג אנרגיות מתחת keV 13 ו -22 בהתאמה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig3.jpg"> איור 3. מנגנון הדמית קורה הקו. סדיני אל ו- Au לסנן את קרן ורוד ואת צילומי רנטגן שנותר פגע ההרכבת ליבת דואר. חלק של קרני ה- X נקלטים על ידי מדגם בעוד שאר לעבור המדגם ופגע scintillator אשר מאיר בתחום הנראה. האור הנראה זו מתמקדת אז על ידי המטרה על CCD, המתרגמת האור לתוך תמונה דיגיטלית pixelated ששווי עוצמת פיקסל היא פונקציה של מספר צילומי רנטגן אשר נספגים על ידי scintillator. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig4.jpg"> איור 4. הרכבת הליבה בתוך החזיק הליבה. צינורות צצים מצורפים אבזרי קצה פנים מושחל דרך כמוס סוף הפלדה. ליבת כשהם עטופים ברדיד אלומיניום מוכנס לתוך השרוול. השרוול הוא נמתח אז על אביזרי קצה ליצור אטום למים seאל ושתי שכבות נוספות של רדיד אלומיניום מתווספים להחזיק הכל במקום ולמנוע חילוף גזים. תרמי מאובטח החלק החיצוני של הרכבת הליבה עם השכבה החיצונית של רדיד אלומיניום דביק. איור שונה מן Menke et al. 42. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig5.jpg"> איור 5. פרוסת 2-ד 'של התמונה המשוחזרת לפני (א) ואחרי (ב) פירוק. האזורים הבהירים יותר הם תבואה את האזורים הכהים הם נקבוביים. טשטוש בקצוות של דגן הגבול / הנקבוביות ניתן לראות בחלק הגיב של הנקבוביות (ב). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig5large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a><img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig6.jpg"> איור 6. נקבוביות זממו עם הזמן. עליות נקבוביות באופן ליניארי עם ירידה קטנה שיפוע השעה השנייה של פירוק. איור שונה מן Menke et al. 42. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig6large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 7" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig7.jpg"> איור 7. טיוח 3-D של השינוי הנקבובי ב 60 דקות לתוך בניסוי, בו ירוק מייצג את השינוי הגדול ביותר נקבובי ואדום המעטים. ערוץ נקבובי ברור נוצר על ידי תגובה כימית נוזל-מוצקה נתפס במרכז הליבה שבו הפירוק הוא גדול ביותר. איור שונה מן Menke et al."Xref"&gt; 42. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig7large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="הספרה 8" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig8.jpg"> איור 8. פרופילים של נקבוביות כפונקציה של המרחק בין כניסת המדגם. נקבובי הוא אחיד לאורך הציר של פירוק, אך קצב הפירוק משתנה כפונקציה של זמן. איור שונה מן Menke et al. 42. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig8large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 9" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig9.jpg"> איור 9. (א) חילוץ רשת בצע על התמונות המפולחות מוצג ב 60 דקות, מראהנקבובי גדול (כדורים) והקשרים שלהם (צינורות). (ב) החדירות הממוחשבות מוצגות להגדיל עם זמן תוך עלייה חדה בין 40 ל 60 דקות כערוץ פירוק רחב היא הוקמה. איור שונה מן Menke et al. 42. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig9large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

טומוגרפיה מהר Synchrotron שמשה פירוק גיר תמונה דינמית בנוכחות מלח -saturated 2 CO בתנאי מאגר. 100 סריקות נלקחו ברזולוציה 6.1 מיקרומטר על פני תקופה של 2 שעות.

Dynamic נקבובית בקנה מידה Reservoir-מצב הדמיה של ריאקציה קרבונטים שימוש טומוגרפיה Synchrotron מהיר

Underground storage permanence is a major concern for carbon capture and storage. Pumping CO2 into carbonate reservoirs has the potential to dissolve ...

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לצפות בשינוי הדינמי בממשק הסלע הנוזלי במהלך תגובה עם מי מלח חומציים בסלע אמיתי בתנאי מאגר. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח באחסון פחמן, כגון כיצד לחזות במדויק את נדידת הנוזלים התת-קרקעיים, והיעילות של קביעות נחשול. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שניתן לצלם תמונות תלת מימדיות במהירות ובאופן לא פולשני.למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי מערכות גיאוכימיות, ניתן ליישם אותה גם על מערכות אחרות. הדמיית שלבי נוזל מרובים במהלך סביבות מאמץ מכניות, או תפקוד של סוללות או מערכות ביולוגיות כגון עיני חרקים, הם יישומים אופייניים. התחל בחישוב ספקטרום קרני הרנטגן של קו האלומה באנרגיה ובשטף האלומה הוורודה הגבוהים ביותר.לאחר מכן, חזו את ביצועי ההדמיה באמצעות עקומת הכוונון הניסיונית ומדידת שידורי סינון. לאחר מכן, זה קריטי לכייל את ספקטרום האלומה עם מסננים מתאימים כדי לקבל תמונה טובה. זה גוזל זמן, אבל חיוני.התחל בסינון קרני הרנטגן באנרגיה נמוכה יותר המחממות את הדגימה, ואינן משפרות את ההדמיה. חשב את שידור המסנן התיאורטי באורכי גל האור הזמינים, ובחר את המסננים המתאימים. במקרה זה משתמשים במסנני אלומיניום וזהב.לאחר מכן, הוסף מסנן מעבר פס. עבור מסנני רנטגן מעבירים גבוהים, השתמש בסט של פחמן פירוליטי 0.2 מילימטר ומסנני אלומיניום 0.2 מילימטר. עבור מסנן המעבר הנמוך, השתמש במראה רנטגן הפועלת ליד הזווית הקריטית.פס מצופה פלטינה מתחת לזווית תקרית של 1.15 מילי-רוד משמש כאן להחזרת אור מתחת ל-30 קילו-אלקטרון וולט. לאחר מכן, בחר מנצנץ שמנצנץ בשפע בתדרי האור והשטף הזמינים של קווי האלומה. כאן משתמשים בטונגסטנט קדמיום מוערם עם טונגסטנט עופרת.לאחר מכן, בחר עדשת אובייקטיבית ומצלמה עם שדה ראייה מתאים, ורזולוציית זמן צילום. לצורך ההדמיה, השתמש בטכניקת סריקת הזבובים כך שהדגימה תחווה פחות רטט. התחל בהעמסת הליבה לתא כדי להתכונן להצפת הליבה.ראשית, עטפו את הליבה בשכבה אחת של נייר אלומיניום. לאחר מכן, הכנס את הליבה לשרוול ויטון שנחתך כך שהוא קצר בשני מילימטרים מהאורך המשולב של הליבה ואביזרי הקצה הפנימיים. לאחר מכן, מתחו את השרוול מעל אביזרי הקצה של חמישה מילימטר כדי ליצור אטימה הדוקה.לא אמור להיות רווח בין אביזרי הקצה בליבה, אחרת הזרימה תיתקע. עטפו את האביזרים והשרוול בשתי שכבות נוספות של אלומיניום כדי למנוע מפחמן דו חמצני להתפזר לתוך הנוזל המגביל, וכדי לשמור על השרוול במקומו על האביזרים. כעת, הרכיב את מחזיק הליבה בחזרה.החלק על הצינורות והאטמים, והחלף את הברגים. לאחר מכן, הרכיב את מחזיק הליבה על הבמה, וחבר את הזרימה וקווי החשמל. אסור לקווי הזרימה והחשמל לעכב את הסיבוב החופשי של הבמה על פני קשת של 180 מעלות.כעת, בצע סריקה יבשה של כל הליבה לפני תחילת הניסוי. הפרטים נמצאים בפרוטוקול הטקסט. צלם גם תמונות של המנצנצים כמתואר בטקסט.כדי להתחיל, העמיסו מי מלח טריים לתוך הכור והרכיבו אותו מחדש. הדק את הברגים, עטוף אותו מחדש בסרט חום והכנס את בדיקת הטמפרטורה. כעת, טען פחמן דו חמצני מהשסתום הראשון למשאבת ההזרקה עד שהלחץ מגיע ל 100 בר.לאחר מכן, פתח את השסתום השני כדי להציף את הכור בפחמן דו חמצני. מערבבים ברציפות את המלח בעזרת מערבל אינטגרציה, ומחממים את הכור ל 50 מעלות צלזיוס. אזנו את המלח ב-10 מגה-פסקל למשך שעתיים עד שש שעות, כדי להרוות אותו בפחמן דו חמצני ולהמיס את הקרבונט במלואו.לאחר שיווי משקל, טהר את המערכת. ראשית, חבר את הקווים מעל ומתחת למחזיק הליבה כדי לעקוף את מחזיק הליבה. שנית, הגדר את המשאבה המקבלת למילוי מחדש כדי להעמיס את המים המיוננים למשאבה המקבלת דרך שסתום 11.שלישית, פתח שסתומים שבע, ארבע ושלוש. לבסוף, השתמש במשאבה המקבלת במצב לחץ קבוע כדי להניע את המים לאחור דרך המערכת והחוצה שסתום שלוש, מתחת לכור. השתמש בכ-10 נפחי מערכת כדי להבטיח שהקווים נקיים מאוויר ושטופים נקיים.כעת, רוקן את המשאבה המקבלת והעמיס מי מלח כבדים יותר למשאבה המקבלת דרך שסתום 11. השתמש ב-25% לפי משקל אשלגן יודיד. לאחר מכן, טען את המים המיוננים למשאבה התוחמת באמצעות שסתום 10.לאחר מכן, סגור את שסתום 10 ופתח את השסתומים שמונה ושש. השתמש במשאבה התוחמת כדי להגביל את הליבה בשני מגה-פסקל. כעת, סגור את שסתום 11 ולחץ על המשאבה המקבלת ל -10 בר.ואז פתח את השסתומים תשע, שבע, ארבע ושלוש. השתמש בירידת הלחץ שנוצרה כדי להניע את המלח דרך הליבה. הגבירו בהדרגה את הלחצים המגבילים והגרועים כדי לקבל קצב זרימה סביר.הסע כשני נפחי מערכת שלמים של מי מלח לליבה. סגור את השסתום השלישי, ולאחר מכן הגדל בהדרגה את הלחצים המגבילים והירודים, עד שהליבה מוגבלת ב-12 מגה-פסקל, ולחץ הליבה הוא 10 מגה-פסקל. הליבה חייבת גם להתאזן מחדש ל-50 מעלות צלזיוס.כעת, עצור את המשאבה המקבלת, ופתח את שסתום חמש בבסיס הכור כדי לחבר את מערכת הכור לליבה. זהו ניסוי בלחץ טמפרטורה גבוהה. כדי להבטיח הצלחה, היזהר מאוד בהרכבת הציוד, ובדוק אותו היטב לפני שתתחיל בזרימה תגובתית.לפני שתתחיל בזרימת הנוזל, מרכז את שדה הראייה של מצלמת ה-CMOS באמצע הליבה, והתחל לצלם הקרנות דו-ממדיות רציפות כדי לעקוב אחר הצפה של הליבה. לאחר מכן, התאם את המשאבה המקבלת לקצבי הזרימה הנדרשים דרך הליבה. השתמש במשאבת ההזרקה בקצה הקדמי כדי לווסת את לחץ המערכת.כעת, עקוב אחר התחזיות הדו-ממדיות לשינויים בהנחתה המסמנים את הגעת המלח הריאקטיבי. העברת הליבה תגדל, וההקרנות יתבהרו ככל שיותר אור יפגע בנצנוץ, כאשר הנוזל הריאקטיבי השקוף מאוד של קרני רנטגן יתמלא. אם אין הבדל הנחתה בין מי מלח תגובתיים ולא מגיבים, השתמש במי מלח בריכוז מלח גבוה יותר, או במלח אחר בעל ספיגה גבוהה.כאשר המלח המגיב, עצרו את הסריקות הדו-ממדיות, והתחילו לבצע טומוגרפיות תלת-ממדיות עוקבות במהירות האפשרית. השתמש בכ-1,000 הקרנות בכל סריקה, וסרוק את הליבה באמצעות סיבוב של 180 מעלות בלבד. סרוק עד לפגיעה במגבלת הזמן, או שהליבה נראית כל כך מומסת ויש סכנה מיידית לקריסה מבנית פנימית.לאחר מכן, הורידו את לחץ המערכת בהתאם לפרוטוקול הטקסט, והסירו בזהירות את מכלול הליבה ממחזיק הליבה. לאחר ההסרה, נתק את השרוול מאביזרי הקצה הפנימיים, והנח את הליבה המכוסה בשרוול בכוס מים נטולי יונים כדי לדלל כל מי מלח שעלולים להגיב, ולעצור את כל התגובה. באמצעות השיטה המתוארת, צולמה תגובה בין קלציט למי מלח רווי פחמן דו חמצני סופר קריטי ללא חציצה בליבת קרבונט פורטלנד.התמונות המפולחות נותחו כסדרת זמן לשינויים בנקבוביות על ידי ספירת מספר האוקסילים של הנקבוביות והסלע. במהלך הפירוק, הנקבוביות גדלה עם הזמן. בדיקה ויזואלית של התמונות המפולחות מראה נוכחות של ערוץ בכיוון הזרימה.חקירה נוספת העלתה כי התעלה נוצרה בשעה הראשונה, ולאחר מכן התרחבה ככל שהניסוי נמשך. התמונות המפולחות שימשו לאחר מכן כקלט למודל חילוץ רשת כדי לנתח שינויי חדירות. הייתה עלייה חדה בחדירות במהלך השעה הראשונה, אך אז החדירות התייצבה.לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לצלם תגובה דינמית באמצעות טומוגרפיה סינכרוטרון מהירה. שליטה אחת, טכניקה זו יכולה להיעשות תוך ארבע שעות אם היא מבוצעת כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור להגן על כל הציוד מפני שפיכת נוזלים, ולבדוק אותו היטב לפני התקנתו בקו הקורה.אנו פועלים על פי נהלים קפדניים כדי להבטיח סטנדרטים גבוהים מאוד של בטיחות. כשמדובר במדע הסינכרוטרון, הבריאות והבטיחות הם בעלי חשיבות עליונה.

dynamic-pore-scale-reservoir-condition-imaging-reaction-carbonates

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

השתמשנו synchrotron רנטגן טומוגרפיה במתקן האירופי קרינה Synchrotron (ESRF) אל הלא פולשני לייצר 3D מערכי נתונים טומוגרפית עם רזולוציה פיקסל של 0.7μm. באמצעות עיבוד תוכנה נפח, זה מאפשר את שיקום מבנים פנימיים במצב הטבעי שלהם, ללא חפצים המיוצר על ידי חתך היסטולוגית.

לא פולשני-3D ויזואליזציה עם תת מיקרון החלטה שימוש Synchrotron-X-ray-טומוגרפיה

אנו מציגים מתודולוגיה להדמיה של שלבי נוזל מרובים בתנאי מאגר על ידי שימוש במיקרוטומוגרפיה של קרני רנטגן. אנו מראים כמה תוצאות מייצגות של לכידת נימים בדגימת סלע קרבונט.

הדמיה מאגר מצב נקבובי בקנה מידה של שלבי נוזלים מרובים באמצעות Microtomography X-ray

. מדווחים הליכים מפורטים לניסויים דחיסה על סלעים, אגרגטים מינרלים בתוך מנגנון דפורמציה סדן מרובה בשילוב עם סינכרוטרון אחר &amp;. ניסויים אלה מאפשרים כימות של התפלגות הלחץ בתוך דגימות, בסופו של דבר השופך אור על תהליכי דחיסה ב- geomaterials.

התפלגות הלחץ בזמן הדחיסה קר של סלעים אגרגטים מינרלים באמצעות עקיפה רנטגן מבוססות סינכרוטרון

פרוטוקול זה מוצג לאפיין את התנאים הרטבה מורכבים של אטום נקבובי בינוני (פחמימן במאגר רוק) באמצעות תמונות תלת-ממדיות מתקבל על ידי רנטגן microtomography-תנאים מהסבא.

סרגל נקבובית הדמיה ואפיון של פחמימנים המאגר סלע Wettability-תנאים מהסבא בעזרת רנטגן Microtomography

הפרוטוקול מתאר הליכים לרכישת טומוגרפיה מרחבית ברזולוציה גבוהה (CT) של אדמה גרעינית במהלך דחיסת טריצירית, ולהחיל טכניקות עיבוד תמונה לתמונות CT אלה כדי לחקור את ההתנהגות המכנית של התבואה הקרקע תחת טעינה.

ויזואליזציה של כישלון והתנהגות מכנית בקנה מידה מכני של קרקעות גרעיניות תחת הטיה באמצעות סינכרוטרון X-Ray מיקרו טומוגרפיה

פתחנו תא עצמאי נוזלי, המאפשר הדמיה באמצעות נוזלים באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני הילוכים. תהליכים דינמיים של חלקיקים בנוזל יכולים להתגלות בזמן אמת עם רזולוצית המשנה ננומטר.

חושף תהליכים דינמיים של חומרים בנוזלים באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני הילוכים סלולריים נוזלי

אנו מתארים את השימוש בספקטרוסקופיה סינכרוטרון רנטגן הקליטה (סאס) ועקיף X-ray טכניקות (XRD) כדי לבחון את הפרטים של תהליכי העיבור / deintercalation בחומרי אלקטרודה עבור סוללות ליתיום נטענת וNa-ion. שניהם באתרם וניסויים באתרו לשעבר נמצאים בשימוש כדי להבין את התנהגות מבנית רלוונטית להפעלתם של מכשירים...

אפיון של חומרי אלקטרודה לסוללות ליתיום יון ויון נתרן באמצעות טכניקות Synchrotron קרינה

השפעת הירידה של נוזלים שאינם הניוטונית היא תהליך מורכב שכן פרמטרים פיזיים שונים להשפיע על הדינמיקה לאורך זמן קצר מאוד (פחות מעשירית מאלפית שני). טכניקת הדמיה מהר הוא הציג במטרה לאפיין את התנהגויות ההשפעה של נוזלים שאינם הניוטונית שונים.

טכניקת הדמיה מהירה ללמוד טיפת השפעת דינמיקה של נוזלים ללא הניוטונית

אנו מתארים את התכנון והבנייה של תא אלקטרוכימי לבחינת חומרי האלקטרודה באמצעות בעקיפת אתר אבקת ניטרונים (NPD). אנו להתייחס בקצרה חלופיים בעיצובי תא NPD האתר ולדון בשיטות לניתוח מקביל בנתונים NPD האתר הופקו באמצעות תא זה.

באתרו ניוטרון אבקת השתברות שימוש בסוללות ליתיום-יון מתוצרת מותאמת אישית

מיקרוטומוגרפיה של קרני רנטגן קשות מבוססת סינכרוטרון משמשת להדמיית הצמיחה האלקטרוכימית של דנדריטים מאלקטרודה מתכת ליתיום דרך קרום אלקטרוליט פולימרי מוצק.

ניתוח כישלון של סוללות שימוש Microtomography הקשיח רנטגן מבוסס Synchrotron

למדו לתעד דינמיקת מסלעה בזמן אמת בתנאי מאגר באמצעות טומוגרפיית סינכרוטרון מהירה. השיטה מאפשרת מחקר אינטראקציות נוזל-סלע לאחסון פחמן ויישומים גיאוכימיים נוספים.

Dynamic נקבובית בקנה מידה Reservoir-מצב הדמיה של ריאקציה קרבונטים שימוש טומוגרפיה Synchrotron מהיר

גלה סרטונים נוספים