شبيه‌سازي جابجايي طبيعي در فرآيند دفع گازهاي اسيدي به سازند آبده

Simulation of Natural Convection in Acid Gas Disposal into Saline Aquifers

يكي از راه‌هاي كاهش گازهاي گلخانه‌اي در اتمسفر، ذخيره‌سازي و دفع اين گازها در سفره‌هاي آب زيرزميني مي‌باشد. درك مفاهيم مربوط به فرآيند ذخيره‌سازي و مكانيزم‌هاي درگير در فرآيند از قبيل جابه‌جايي طبيعي و ميزان اثرگذاري آنها بر زمان لازم براي ذخيره‌سازي از اهميت بالايي برخوردار است. يكي از مكانيزم‌هاي تاثيرگذار در افزايش ميزان حلاليت گاز CO2 در فرآيند ذخيره‌سازي، وارد شدن پديده جابه‌جايي طبيعي در ساير مكانيزم‌هاي درگير در فرآيند مي‌باشد. در اين تحقيق، تزريق گاز دي‌اكسيدكربن (به عنوان مهم‌ترين جز گازهاي گلخانه‌اي) به سفره‌هاي آب زيرزميني به صورت عددي شبيه‌سازي شده است. اثر ميزان شوري محيط آبده تحت تزريق بر زمان شروع جابه‌جايي طبيعي مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين كار، شش سناريو با محوريت تغيير درصد شوري آبده و ثابت نگه‌داشتن ساير متغيرهاي درگير در فرآيند مطالعه شده‌ است. نتايج به دست آمده حاكي از تاثير مستقيم درصد شوري آبده بر زمان شروع جابه‌جايي طبيعي دي اكسيد كربن محلول در آب است، به نحوي كه با افزايش درصد شوري آبده، زمان وقوع جابه‌جايي طبيعي به تاخير مي‌افتد. در نتيجه، مقدار تجمعي گاز حل شده پس از زمان مشخص كمتر خواهد بود.

The storage and disposal of greenhouse gases in underground aquifer reservoirs is a suitable option for the reduction of these gases in the atmosphere. Understanding the concepts and mechanisms involved in the storage process such as natural convection and their impact on the amount of time required for storage is very important. Natural convection is an effective mechanism to increase the solubility of carbon dioxide in the storage process. In this study, the injection of carbon dioxide (a major component of greenhouse gases) into aquifer has been studied and numerically simulated. The effect of aquifer salinity on the onset of natural convection phenomena has been studied. To this end, six scenarios revolving around the change of aquifer salt and keeping the other variables involved constant in the process are studied. The results reveal a direct effect of salinity on the activation of natural convection. Increasing aquifer salinity delays the onset of natural convection. As a result, the cumulative amount of gas dissolved after the specified time will be less.