Dynamische Pore schaal Reservoir voorwaarde beeldvorming van Reaction in carbonaten met synchrotron Fast Tomography

Het algemene doel van dit experiment is om de dynamische verandering in het vloeistof-rots grensvlak te observeren tijdens reactie met zure pekel in echte rots onder reservoir omstandigheden. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen over koolstofopslag, zoals hoe we ondergrondse vloeistofmigratie nauwkeurig kunnen voorspellen, en de effectiviteit van de duurzaamheid van de ophoping. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat driedimensionale beelden snel en niet-invasief kunnen worden gemaakt.

Hoewel deze methode inzicht kan geven in geochemische systemen, kan deze ook op andere systemen worden toegepast. Het beeldvormen van meerdere vloeistof fasen tijdens mechanische stress omgevingen, of de werking van batterijen of biologische systemen zoals insectogen, zijn typische toepassingen. Begin met het berekenen van de röntgenspectra van de straallijn bij de hoogste roze straal energie en flux.

Vervolgens voorspelt u de beeldprestaties met behulp van de experimentele afstemmingscurve en het meten van filteroverdrachten. Vervolgens is het van cruciaal belang om het straalspectrum te kalibreren met adequate filters om een goed beeld te krijgen. Het is tijdrovend, maar essentieel.

Begin met het filteren van de lager energie röntgenstralen die het monster verwarmen en de beeldvorming niet verbeteren. Bereken de theoretische filteroverdracht bij de beschikbare lichtgolflengten, en selecteer de juiste filters. In dit geval worden aluminium- en goudfilters gebruikt.

Voeg vervolgens een bandpassfilter toe. Gebruik voor de hoge doorlaat röntgenfilters een set van 0,2 millimeter pyrolytisch koolstof en 0,2 millimeter aluminium filters. Gebruik voor de lage doorlaat filter een röntgenspiegel die werkt nabij de kritische hoek.

Een met platina gecoate strip onder een incident hoek van 1,15 millirods wordt hier gebruikt om licht onder de 30 kilo-elektronvolt te reflecteren. Kies vervolgens een scintillator die overvloedig scintilleert op de beschikbare lichtfrequenties en flux van de straallijnen. Hier wordt een cadmiumwolframaat gestapeld met loodwolframaat gebruikt.

Kies vervolgens een objectieflens en een camera met een passend gezichtsveld en opnametijdresolutie. Gebruik voor de beeldvorming de fly-scan techniek zodat het monster minder trilt. Begin met het laden van de kern in de cel om voor te bereiden op de kernoverstroming.

Wikt eerst de kern in één laag aluminiumfolie. Plaats vervolgens de kern in een Viton-huls die is gesneden zodat deze twee millimeter korter is dan de gecombineerde lengte van de kern en de binnenste eindfittingen. Strek vervolgens de huls over de vijf millimeter eindfittingen om een dichte afdichting te maken.

Er mag geen ruimte zijn tussen de eindfittingen in de kern, anders wordt de stroom afgesneden. Wik de fittingen en huls in twee extra lagen aluminium om te voorkomen dat koolstofdioxide in het insluitende vloeistof diffuseert, en om de huls op de fittingen te houden. Leg nu de kernhouder terug samen.

Schuif de buizen en afdichtingen erop, en vervang de bouten. Monteer vervolgens de kernhouder op de tafel, en sluit de stroom- en elektrische lijnen aan. De stroom- en elektrische lijnen mogen de vrije rotatie van de tafel over een 180-graads boog niet belemmeren.

Neem nu een droge scan van de hele kern voordat u begint met het experiment. Details staan in het tekstprotocol. Neem ook beelden van de scintillators zoals beschreven in de tekst.

Om te beginnen, laad versbereide pekel in de reactor en bouw hem weer in elkaar. Draai de bouten vast, wik hem opnieuw met warmtetape en plaats de temperatuur sonde. Laad nu koolstofdioxide vanaf klep een in de injectiepomp tot de druk 100 bar bereikt.

Open vervolgens klep twee om de reactor met koolstofdioxide te vullen. Roer de pekel continu met een meegevoerde roerder, en verwarm de reactor tot 50 graden Celsius. Breng de pekel in evenwicht bij 10 megapascals gedurende twee tot zes uur, om het te verzadigen met koolstofdioxide en het volledig te laten oplossen van het carbonaat.

Eenmaal in evenwicht, zuiver het systeem. Verbind eerst de lijnen boven en onder de kernhouder om de kernhouder te omzeilen. Stel vervolgens de ontvangstpomp in om op te vullen om het geïoniseerde water in de ontvangstpomp te laden via klep 11.

Open vervolgens kleppen zeven, vier en drie. Gebruik als laatste de ontvangstpomp in de constante drukmodus om het water terug door het systeem te drijven en uit klep drie, onder de reactor. Gebruik ongeveer 10 systeemvolumes om ervoor te zorgen dat de lijnen vrij zijn van lucht en schoongespoeld.

Leeg nu de ontvangstpomp en laad een zwaardere pekel in de ontvangstpomp via klep 11. Gebruik 25% op gewichtsbasis kaliumjodide. Laad vervolgens het geïoniseerde water in de insluitingspomp via klep 10.

Sluit vervolgens klep 10 en open kleppen acht en zes. Gebruik de insluitingspomp om de kern bij twee megapascals te begrenzen. Sluit nu klep 11 en breng de ontvangstpomp onder druk tot 10 bar.

Open vervolgens kleppen negen, zeven, vier en drie. Gebruik de resulterende drukverschil om de pekel door de kern te drijven. Verhoog geleidelijk de insluitings- en slechte druk om een redelijke stromingssnelheid te krijgen.

Drijf ongeveer twee complete systeemvolumes pekel naar de kern. Sluit klep drie, en verhoog vervolgens geleidelijk de insluitings- en slechte druk totdat de kern beperkt is bij 12 megapascal, en de kerndruk 10 megapascal is. De kern moet ook opnieuw in evenwicht gebracht worden tot 50 graden Celsius.

Stop nu de ontvangstpomp, en open klep vijf aan de basis van de reactor om het reactorsysteem met de kern te verbinden. Dit is een hoge temperatuur druk experiment. Om succes te garanderen, wees zeer voorzichtig bij het assembleren van de apparatuur, en test deze grondig voordat u met de reactieve strom