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본 연구는 이산화탄소 지중저장 과정에서 주입 유체의 온도 변화가 심부 지질구조 내로 주입된 초임계 이산화탄소의 거동과 대체율에 미치는 영향을 정량적으로 규명하기 위하여 초임계 이산화탄소 대체 유체인 헥산을 적용한 마이크로모델 실험을 수행하였다. 본 실험에서는 탈이온수로 포화된 마이크로모델 내부로 헥산의 주입이 개시되는 시점부터 헥산과 공극수의 분포가 평형상태를 이루는 시점까지의 비혼성 대체 과정을 시각적으로 관찰하였다. 실험을 통하여 획득한 이미지는 분석 프로그램을 통하여 전체 공극 구조에 대한 헥산의 대체 면적비를 산정하는데 사용하였으며, 단일 공극 규모에서와 거시적 규모에서의 헥산과 공극수의 거동 및 분포 분석을 통하여 주입 유체의 온도가 비혼성대체 과정에 미치는 영향을 규명하였다. 주입 유체의 온도 변화에 따른 관측 실험의 결과, 온도가 증가함에 따라 점도, 밀도, 계면장력 등과 같은 유체의 물성 및 공극 구조에 작용하는 모관압의 변화로 인하여 헥산의 대체 면적비는감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 실험 결과는 효율적인 이산화탄소 지중저장을 수행하기 위해서는 이산화탄소 주입이 이루어지는 심부 지질구조의 환경 및 주입 조건에 대한 이해가 필수적임을 시사하였다.
The viscous force of fluids and the capillary force acting on the pore network of the porous media are important factors determining the immiscible displacement during geological CO2 sequestration, these were directly affected by geological formation conditions and injection conditions. This study aimed to observe the migration and distribution of injected fluid and pore water, and quantitatively investigate displacement efficiency on various injection temperatures. This study aimed to perform micromodel experiments by applying n-hexane used as a proxy fluid for supercritical CO2. In this study, immiscible displacement process from beginning of n-hexane injection to equilibrium of the distribution of the n-hexane and pore water was observed. The images from experiment were used to observe the displacement pattern and estimate the areal displacment efficiency of the n-hexane. For investigate the affects of the injection temperatures on the migration in macroscopic, migration of n-hexane in single pore was analyzed. The measurement revealed that the displacement efficiency at equilibrium state decreases as the temperature increases. The result from experiments indicate that the temperatures can affect the displacement pattern by changing the viscous forces and the capillary forces. The experimental results could provide important fundamental information on reservoir conditions and fluid injection conditions during geological CO2 sequestration.
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geological CO2 sequestration, immiscible displacement, temperature, micromodel, displacement efficiency
