『Abstract
The temporal permeability, porosity, and reactive surface area
evolution during dissolution of nonfractured/clay-free Fontainebleau
sandstone cores was measured using a flow through percolation
reactor. Four core dissolution experiments, each of 〜1000 h duration,
were performed on sandstone cores having initial porosities ranging
from 5.1 to 16.6%. All experiments were performed at 80℃ and at
far from equilibrium conditions using a 0.1 M NaOH input solution
with a calculated in situ pH of 11.4. Permeability evolution was
determined using Darcy's law together with in situ measured differential
pressures. Reactive surface area and porosity evolution were quantified
from the mass of Si leaving the core during the experiments. The
5.1 and 8.9% initial porosity sandstone cores experienced porosity
increases of 1.2 and 1.4 percent, respectively, during the experiments.
These cores experienced a corresponding permeability increase
from 0.27 to 0.74 mD and 0.57 to 0.87 mD, respectively. In contrast,
the 10.6 and 16.6% initial porosity sandstone cores had permeabilities
that were essentially constant during the dissolution experiments
despite porosity increases of 6.3 and 2.5%, respectively. Only
the 5.1% initial porosity core experienced a permeability evolution
roughly consistent with a cubic law dependence on porosity. Reactive
surface areas increased during the experiments for all cores;
those for the 5.1, 10.6, and 16.6% initial porosity cores increased
by 21±6% for each percent porosity increase. The reactive surface
area of the 8.9% initial porosity core, however, increased by
148% for each percent porosity increase. These results suggest
that dissolution of the 8.9% initial porosity core opened a substantial
number of isolated pores, exposing new quartz grain surfaces to
dissolution.』
『破砕していない/粘土を含まないFontainebleau砂岩コアの溶解中の時間透水係数、間隙率、および反応表面積の発達が、フロースルー浸透反応器を用いて測定された。それぞれ約1000時間に及ぶ、4つのコア溶解実験が、5.1から16.6%までの範囲の初期間隙率をもつ砂岩コアについて行われた。すべての実験は、11.4という計算による現位置pHをもつ0.1 M NaOHインプット溶液を用いて、80℃および平衡から離れた条件下で行われた。透水係数の発達は、現位置で測定された差圧と共にダルシーの法則を用いて決定された。反応性表面積と間隙率の発達は、実験中にコアから放出されるSi量から定量化された。5.1と8.9%の初期間隙率をもつ砂岩コアは、実験の間にそれぞれ、1.2%と1.4%の間隙率増加を起こした。これらのコアは、それぞれ、0.27から0.74 mDへと0.57から0.87 mDへ、対応する透水係数増加を起こした。対照的に、10.6と16.6%の初期間隙率をもつ砂岩コアは、それぞれ6.3と2.5%の間隙率増加にもかかわらず溶解実験中では本質的に一定の透水係数をもっていた。5.1%の初期間隙率をもつコアのみが、間隙率に対する3乗則依存にほぼ一致する透水係数の発達を起こした。反応表面積はすべてのコアで実験中に増加した; 5.1、10.6、および16.6%の初期間隙率をもつコアの値は、各%間隙率増加に対して21±6%増加した。しかし、8.9%の初期間隙率のコアの反応性表面積は、各%間隙率増加に対して148%増加した。これらの結果は、8.9%初期間隙率コアの溶解は、相当な数の孤立した孔隙を開口し、溶解に対して新しい石英粒子表面を露出させたことを示している。』
1. Introduction
2. Theoretical background
2.1. Reactive surface area
2.2. Geometric surface area models
2.3. Porosity evolution
2.4. Permeability evolution
3. Experimental methodology
4. Results and discussion
5. Conclusions
Acknowledgments
References