Name: dynamic pore-scale reservoir-condition imaging of reaction in carbonates using synchrotron fast tomography
Uploaded: 2017-02-21T12:30:00
Duration: 10 min 18 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Dynamic Pore-scale Reservoir-condition Imaging of Reaction in Carbonates Using Synchrotron Fast Tomography at JoVE.com

We gratefully acknowledge funding from the Qatar Carbonates and Carbon Storage Research Centre (QCCSRC), provided jointly by Qatar Petroleum, Shell, and Qatar Science &amp; Technology Park. We also gratefully acknowledge the funding and support provided by Diamond Lightsource and Manchester University at the I13 Imaging Branch.

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	<li>Herzog, H., Caldeira, K., Reilly, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+issue+of+permanence:+Assessing+the+effectiveness+of+temporary+carbon+storage.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Carbon Dioxide Capture and Storage. IPCC. , 431 (2005).</li><li>Langmuir, D., Hall, P., Drever, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Aqueous Environmental Geochemistry. , (1997).</li><li>Morse, J. W., Mackenzie, F. 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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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Dissolution+of+a+Porous-medium+by+a+Reactive+Fluid+.2.+Convection+vs+Reaction,+Behavior+Diagram.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3-D+simulation+and+analysis+of+reactive+dissolution+and+wormhole+formation+in+carbonate+rocks.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fast+method+to+equilibrate+carbon+dioxide+with+brine+at+high+pressure+and+elevated+temperature+including+solubility+measurements.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Transport+and+Reaction+on+Wormhole+Formations+in+Porous+Media.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> PGE Seminar Series. , (2013).</li><li>Luquot, L., Gouze, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+determination+of+porosity+and+permeability+changes+induced+by+injection+of+CO2+into+carbonate+rocks.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+pore+scale+to+wellbore+scale:+Impact+of+geometry+on+wormhole+growth+in+carbonate+acidization.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upscaling+geochemical+reaction+rates+using+pore-scale+network+modeling.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mineral+dissolution+rates+in+plot-scale+field+and+laboratory+experiments.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+3D+imaging+of+Haines+jumps+in+porous+media+flow.">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. 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Instrum. 83, 084501 (2012).</li><li>Gharbi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fluid-Rock Interactions in Carbonates: Applications to CO2 storage. , (2014).</li><li>Noiriel, C., Gouze, P., Made, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+analysis+of+geometry+and+flow+changes+in+a+limestone+fracture+during+dissolution.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2-induced+dissolution+of+low+permeability+carbonates.+Part+II:+Numerical+modeling+of+experiments.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CO2-induced+dissolution+of+low+permeability+carbonates.+Part+I:+Characterization+and+experiments.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+microtomography+characterization+of+porosity,+permeability+and+reactive+surface+changes+during+dissolution.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Three-Dimensional+Pore-Scale+Imaging+of+Reaction+in+a+Carbonate+at+Reservoir+Conditions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reservoir+Condition+Pore-scale+Imaging+of+Multiple+Fluid+Phases+Using+X-ray+Microtomography.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore-scale+imaging+of+trapped+supercritical+carbon+dioxide+in+sandstones+and+carbonates.">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., Gullikson, E. M., Davis, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=X-ray+interactions:+photoabsorption,+scattering,+transmission,+and+reflection+at+E=+50-30,000+eV,+Z=+1-92.">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>Schl&#252;ter, S., Sheppard, A., Brown, K., Wildenschild, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+processing+of+multiphase+images+obtained+via+X-ray+microtomography:+A+review.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+non-local+algorithm+for+image+denoising.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonlocal+image+and+movie+denoising.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Techniques+for+image+enhancement+and+segmentation+of+tomographic+images+of+porous+materials.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> An iteration method for the solution of the eigenvalue problem of linear differential and integral operators. , (1950).</li><li>Andrew, M., Menke, H., Blunt, M. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictions+of+non-Fickian+solute+transport+in+different+classes+of+porous+media+using+direct+simulation+on+pore-scale+images.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pore-network+extraction+from+micro-computerized-tomography+images.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+Pore-scale+Imaging+of+Reactive+Transport+in+Heterogeneous+Carbonates+at+Reservoir+Conditions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signature+of+non-Fickian+solute+transport+in+complex+heterogeneous+porous+media.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wormhole+formation+and+compact+dissolution+in+single-and+two-phase+CO2-brine+injections.">Wormhole formation and compact dissolution in single-and two-phase CO2-brine injections.</a> Geophys. Res. Lett. 42, 2270-2276 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

जलाशय की स्थिति में विषम ताकना संरचनाओं में प्रतिक्रिया के गतिशील इमेजिंग के लिए सबसे महत्वपूर्ण कदम उठाए हैं: 1) गुलाबी किरण के अंदर सेल की सटीक तापमान नियंत्रण; 2) एक तेजी से बढ़ मंच पर सफल कोर धारक स्थिरता; 3) कुशल डेटा प्रसंस्करण और भंडारण तकनीक; और 4) समय हल छवियों के प्रभावी विभाजन। तापमान नियंत्रण एक गुलाबी बीम का उपयोग कर जलाशय हालत इमेजिंग के लिए आवश्यक है। तापमान रिएक्टर के तापमान से ऊपर उठकर तो सीओ 2 ताकना अंतरिक्ष में exsolve जाएगा और दोनों नमकीन पानी का पीएच बदलने के लिए और ध्यान में लीन होना है कि अंतरिक्ष के विघटन 44 की प्रकृति को बदल सकता है में सुपरक्रिटिकल सीओ 2 के गैन्ग्लिया पैदा करते हैं। फिल्टर का उपयोग कम ऊर्जा एक्स-किरणों को अवशोषित करने के लिए इस अतिरिक्त तापमान तनाव जो thermocouple और हीटिंग की चादर के प्रभावी रूप से बाह्य तापमान को नियंत्रित करने के लिए अनुमति देता है दूर करने के लिए महत्वपूर्ण है। हालांकि, फिल्टर कमकिरण की कुल ऊर्जा throughput और इस प्रकार संयम से इस्तेमाल किया जाना चाहिए ताकि के रूप में काफी कुल अधिग्रहण समय नहीं बढ़ाने के लिए। इसके अलावा, फिल्टर प्रकार और मोटाई विशिष्ट ऊर्जा तरंग दैर्ध्य और किरण लाइन के throughput के अनुरूप होना चाहिए। कोर धारक टोमोग्राफी अधिग्रहण के दौरान घूर्णी कंपन और जोर दिया है कि कार्बन फाइबर आस्तीन चरण रोटेशन के दौरान हिला और अनुमानों को धुंधला करने का कारण बन सकती आए। इस क्षमता को कम करने के लिए, कोर धारक synchrotrons पर प्रयोग के लिए एक छोटे से 6 सेमी आस्तीन के रूप में बनाया गया है। यह आस्तीन, बेंच शीर्ष स्कैनर के साथ उपयोग के लिए अनुकूल नहीं हो के रूप में इस्पात अंत फिटिंग स्रोत नमूना दूरी और ज्यामितीय बढ़ाई के न्यूनतम रोकना होगा। हालांकि, एक समानांतर प्रकाश स्रोत के साथ इन चिंताओं नहीं हैं। प्रत्येक tomographic स्कैन एक श्रृंखला में ले लिया 20 से अधिक जीबी जिसका अर्थ है कि 100 स्कैन की एक श्रृंखला के आकार में 2 टीबी हो जाएगा का एक आकार हो सकता है। जब बहुत क्वी एक पंक्ति में कई स्कैन ले रही हैckly दोनों साधन बैंडविड्थ और भंडारण विकल्प पर्याप्त डेटा प्रबंधन की चुनौतियों प्रदान करते हैं। प्रयोगात्मक इमेजिंग उपकरण के मन में इन बाधाओं के साथ तैयार किया जाना चाहिए ताकि के रूप में पूरी तरह से तेजी टोमोग्राफी के गतिशील इमेजिंग क्षमता का एहसास करने के लिए। डेटा स्थानांतरण बाधाओं प्रयोग और प्रौद्योगिकी बुनियादी सुविधाओं के लिए अनुकूलित इतना है कि इस तरह के कैमरे के रूप में मुद्दों की गति, स्थानांतरण बैंडविड्थ, और भंडारण लिखने की गति से दूर पढ़ने को बाधित नहीं करना अधिग्रहण की गति संभावित शुरू करने से पहले पहचान की जानी चाहिए। विघटन के समय हल छवियों के प्रभावी विभाजन के लिए एक चुनौती है। जब एक tomographic स्कैन एक बदलते प्रणाली में लिया जाता है ठोस तरल सीमा के किनारों धुंधला हो सकता है। यह धुंधला ऐसे वाटरशेड, जो धारणा है कि सीमाओं को उच्चतम क्षीणन ढाल के साथ क्षेत्रों, बहुत कम सफल हो जाएगा पर काम करता है के रूप में पारंपरिक विभाजन तकनीक बनाता है। इस दरकिनार करने के लिए, unreac का अंतर छविटेड और प्रतिक्रिया व्यक्त की छवियों गणना जो परिवर्तन की ही क्षेत्रों में से एक छवि प्रदान करता है। इस विधि को लगातार बदलते ताकना संरचना के सफल विभाजन के लिए अनुमति देता है। सिंक्रोट्रॉन तेजी से एक जलाशय पैमाने तंत्र के साथ मिलकर टोमोग्राफी एक शक्तिशाली प्रयोगात्मक विधि है कि अवस्थायाँ प्रवाह प्रक्रियाओं, advection फैलाव, और रासायनिक विषम माध्यमों में परिवहन सहित आवेदन की एक श्रृंखला का पता लगाने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है। हालांकि, मौजूदा तंत्र सेकंड, एकल चरण प्रयोगों, और छोटा सा नमूना आकार के आदेश पर एक समय संकल्प तक सीमित है। भविष्य के डिजाइन उन्नयन, तीन चरण क्षमताओं के लिए अतिरिक्त पंप शामिल हैं बढ़ती प्रवाह बड़ा माध्यमों, बेहतर पुनर्निर्माण तकनीक है कि कम अनुमानों स्कैन प्रति लिया जा करने के लिए अनुमति देते हैं, और छवि के अधिग्रहण और विभाजन है कि आगे की जानकारी में सुधार कर सकते हैं बहुभिन्नरूपी दृष्टिकोण घुसना करने में सक्षम हो गहराई, चौड़ाई, और सटीकता।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1279">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">NaCl salt</td>
			<td style="width:188px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">S7653-1KG</td>
			<td style="width:756px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">KCl salt</td>
			<td style="width:188px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">P9333-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">KI salt</td>
			<td style="width:188px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">30315-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Coreholder</td>
			<td style="width:188px;">Airbourne Composites</td>
			<td style="width:119px;">110mm Coreholder</td>
			<td>Constructed in conjunction with Imperial College</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PEEK tubing</td>
			<td style="width:188px;">Kinesis</td>
			<td style="width:119px;">1560xL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Thermocouple</td>
			<td style="width:188px;">Omega Engineering</td>
			<td style="width:119px;">KMTSS-IM300U-150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Flexible Heating Tape</td>
			<td style="width:188px;">Omega Engineering</td>
			<td style="width:119px;">KH-112/10-P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1/16&#34; Needle Valve</td>
			<td style="width:188px;">Hydrasun Ltd</td>
			<td style="width:119px;">MVE1002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">High Pressure Syringe Pump</td>
			<td style="width:188px;">Teledyne ISCO</td>
			<td style="width:119px;">1000D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">600mL Parr Reactor</td>
			<td style="width:188px;">Parr Instrument Company</td>
			<td style="width:119px;">4547A - hastelloy</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CO2 Cylinder</td>
			<td style="width:188px;">BOC</td>
			<td style="width:119px;">CO2 - size E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Viton&#160;</td>
			<td style="width:188px;">Fisher Scientific</td>
			<td align="right" style="width:119px;">11572583</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Aluminium Foil</td>
			<td style="width:188px;">Coroplast</td>
			<td style="width:119px;">1510AWX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">ImageJ - image processing</td>
			<td style="width:188px;">NIH</td>
			<td style="width:119px;">ImageJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Matlab</td>
			<td style="width:188px;">Mathworks</td>
			<td style="width:119px;">Matlab</td>
			<td>Used for data analysis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Avizo</td>
			<td style="width:188px;">FEI</td>
			<td style="width:119px;">Avizo</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Snoop Leak Detector</td>
			<td style="width:188px;">Swagelok</td>
			<td style="width:119px;">MS-SNOOP-8OZ</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dynamic pore-scale reservoir-condition imaging of reaction in carbonates using synchrotron fast tomography

भूमिगत भंडारण स्थायित्व कार्बन को पकड़ने और भंडारण के लिए एक प्रमुख चिंता का विषय है। सीओ 2 पंप कार्बोनेट जलाशयों में संभावित भूगर्भिक जवानों को भंग करने और बचने के लिए सीओ 2 की अनुमति है। हालांकि, जलाशय की स्थिति में विघटन प्रक्रियाओं खराब समझ रहे हैं। इस प्रकार, समय हल प्रयोगों ताकना पैमाने पर निरीक्षण और प्रकृति और विघटन की दर की भविष्यवाणी करने की जरूरत है। सिंक्रोट्रॉन तेजी टोमोग्राफी पारंपरिक μ सीटी की तुलना में काफी अधिक तेजी से जटिल ताकना संरचनाओं के उच्च संकल्प समय हल छवियों लेने का एक तरीका है। डायमंड lightsource गुलाबी बीम जलाशय की स्थिति में सीओ 2 -saturated नमकीन की उपस्थिति में चूना पत्थर के गतिशील छवि के विघटन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। 100 स्कैन 2 घंटे की अवधि में एक 6.1 माइक्रोन संकल्प पर ले जाया गया। छवियों खंडों थे और porosity और पारगम्यता छवि विश्लेषण और नेटवर्क निकासी का उपयोग करके मापा गया था। Porosity lengt के साथ समान रूप से वृद्धि हुईनमूने की ज; हालांकि, दोनों porosity और पारगम्यता की वृद्धि की दर बाद में समय में धीमा।

प्रतिक्रिया 4 मिमी व्यास 1.2 सेमी लंबे पोर्टलैंड कार्बोनेट कोर 42 में केल्साइट और unbuffered scCO 2 संतृप्त नमकीन के बीच imaged किया गया था। पोर्टलैंड कार्बोनेट एक अपेक्षाकृत शुद्ध (&lt;99%) केल्साइट एक जटिल विषम ताकना संरचना 43 के साथ ओओलीट है। कम ऊर्जा एक्स-किरणों Au के 0.1 माइक्रोन 2 अल मिमी और के माध्यम से बीम गुजर द्वारा फ़िल्टर किया गया। एक 1.25x उद्देश्य लेंस और एक पीसीओ धार कैमरे के साथ एक CdWO 4 सिंटिलेटर डिटेक्टर विधानसभा में इस्तेमाल किया गया। सूखी स्कैन 4000 के अनुमानों के साथ हासिल किया गया है, जबकि गतिशील स्कैन प्रत्येक 1,000 अनुमानों था। कुल अधिग्रहण समय ~ 1 मिनट के साथ स्कैन प्रति 15 सेकंड ~ 100 स्कैन 2 घंटे की अवधि में लिया गया था। पुनर्निर्माण और विरूपण साक्ष्य हटाने डायमंड lightsource मालिकाना सॉफ्टवेयर का उपयोग कर पूरा किया गया। प्रत्येक छवि 2000 3 voxels, whi के होते हैंचर्चा तो 6.1 माइक्रोन (चित्रा 5) के एक प्रस्ताव पर शोर 1000 3 voxels की एक छवि है, जिसके परिणामस्वरूप करने के लिए संकेत बढ़ाने के लिए binned थे। छवियों तो Avizo 8.1 और ImageJ कार्यक्रमों में छवि प्रसंस्करण मॉड्यूल का उपयोग प्रोसेस किया गया (पूरक फ़ाइल देखें)। प्रत्येक छवि एक 3.0 गीगा सीपीयू और एक टेस्ला K20C GPU के साथ एक कंप्यूटर पर लगभग 12 घंटे सीपीयू और प्रसंस्करण के 3 GPU घंटे की आवश्यकता है। खंडों छवियों ताकना और चट्टान के voxels की संख्या की गणना के द्वारा porosity परिवर्तन के लिए एक समय श्रृंखला के रूप में विश्लेषण किया गया। (चित्रा 6) समय के साथ बढ़ जाती है विघटन porosity के दौरान। खंडों छवियों के दृश्य निरीक्षण (चित्रा 7) प्रवाह की दिशा में एक चैनल की उपस्थिति का पता चलता है। इनलेट porosity दोनों समय और नमूना से दूरी के एक समारोह के रूप में साजिश रची है जब यह स्पष्ट है कि एक चैनल के पहले घंटे में ही बना है और फिर चौड़ी प्रयोग के रूप में जारी (एफ<html> igure 8)। खंडों छवियों तो पारगम्यता परिवर्तन (9 चित्रा) का विश्लेषण करने के लिए एक नेटवर्क निकासी मॉडल में इनपुट के रूप में इस्तेमाल किया गया। यह पाया गया कि वहाँ प्रारंभिक घंटे के दौरान पारगम्यता में तेजी से वृद्धि हुई थी, लेकिन फिर पारगम्यता बाद में समय पर स्थिर हो। <img alt="आकृति 1" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig1.jpg" /> सीटू प्रयोगात्मक उपकरण में यह आंकड़ा 1.। सीओ 2 इंजेक्शन पंप द्वारा दबाव और रिएक्टर में नमकीन संतुलित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। रिएक्टिव नमकीन प्राप्त पंप द्वारा कोर विधानसभा के माध्यम से खींच लिया है। सेल सीमित पंप में डि पानी और गर्म हीटिंग टेप सीमित तरल पदार्थ में एक thermocouple द्वारा नियंत्रित का उपयोग करके ही सीमित है। प्रायोगिक प्रणाली एक साथ जुड़ा हुआ है ट्यूबिंग और द्रव का प्रवाह का उपयोग कर वाल्व (वी) और यूनियन (यू) का उपयोग करते हुए निर्देश दिया है।पुनश्च: //www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig1large.jpg &quot;लक्ष्य =&quot; _blank &quot;&gt; यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें। <img alt="चित्र 2" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig2.jpg" /> चित्रा 2. डायमंड lightsource मैं-13I गुलाबी किरण प्रयोगात्मक ट्यूनिंग वक्र और सैद्धांतिक दर्पण प्रतिबिंब और फिल्टर ट्रांसमिशन दोनों उपयोग कर की गणना की एक्स-रे स्पेक्ट्रा। दर्पण 30 कीव ऊपर ऊर्जा को अवशोषित; अल और Au फिल्टर क्रमशः नीचे 13 और 22 कीव ऊर्जा को अवशोषित। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig2large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a> <img alt="चित्र तीन" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig3.jpg" /> किरण लाइन इमेजिंग उपकरण 3. चित्रा। अल और Au शीट गुलाबी किरण फिल्टर और शेष एक्स रे वें माराई कोर विधानसभा। एक्स-रे का एक हिस्सा नमूना द्वारा अवशोषित कर रहे हैं, जबकि बाकी नमूना के माध्यम से गुजरती हैं और सिंटिलेटर जो दृश्य स्पेक्ट्रम में fluoresces मारा। यह दृश्य प्रकाश तो सीसीडी, जो एक pixelated डिजिटल छवि जहां पिक्सेल तीव्रता मूल्य कि सिंटिलेटर द्वारा अवशोषित कर रहे हैं एक्स रे की संख्या का एक समारोह है कि प्रकाश तब्दील पर उद्देश्य से ध्यान केंद्रित किया है। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig3large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a> <img alt="चित्रा 4" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig4.jpg" /> चित्रा 4 कोर धारक के अंदर कोर विधानसभा। तिरछी ट्यूबिंग आंतरिक अंत फिटिंग से जुड़ी है और इस्पात अंत टोपियां के माध्यम से पिरोया है। कोर एल्यूमीनियम पन्नी में लपेटा और आस्तीन में डाला जाता है। आस्तीन तो एक निर्विवाद एसई बनाने के लिए अंत फिटिंग में फैला हैअल और एल्यूमीनियम पन्नी की दो अतिरिक्त परतों जगह में सब कुछ पकड़ और गैस प्रसार को रोकने के लिए जोड़ रहे हैं। thermocouple चिपकने वाला एल्यूमीनियम पन्नी की बाहरी परत के साथ कोर विधानसभा के बाहर करने के लिए सुरक्षित है। मेनके एट अल से संशोधित चित्रा। 42। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig4large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a> <img alt="चित्रा 5" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig5.jpg" /> इससे पहले कि (क) और बाद में (ख) विघटन खंगाला छवि की चित्रा 5. 2-डी टुकड़ा। हल्का क्षेत्रों अनाज कर रहे हैं और गहरा क्षेत्रों ताकना हैं। अनाज / ताकना सीमा के किनारों पर धुंधला ताकना अंतरिक्ष (ख) की प्रतिक्रिया व्यक्त हिस्से में देखा जा सकता है। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig5large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a><html><img alt="चित्रा 6" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig6.jpg" /> चित्रा 6 Porosity समय के साथ साजिश रची। रैखिक विघटन के दूसरे घंटे में ढलान में एक छोटी सी कमी के साथ Porosity बढ़ जाती है। मेनके एट अल से संशोधित चित्रा। 42। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig6large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a> <img alt="चित्रा 7" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig7.jpg" /> प्रयोग है, जहां हरी porosity में सबसे बड़ा परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है और कम से कम लाल रंग में 60 मिनट में porosity में परिवर्तन की चित्रा 7. एक 3-डी प्रतिपादन। तरल पदार्थ ठोस रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा बनाई गई एक स्पष्ट झरझरा चैनल कोर जहां विघटन सबसे बड़ा है के केंद्र में देखा जाता है। मेनके एट अल से संशोधित चित्रा।&quot;xref&quot;&gt; 42। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig7large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a> <img alt="आंकड़ा 8" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig8.jpg" /> नमूना इनलेट से दूरी के एक समारोह के रूप में 8. porosity के प्रोफाइल चित्रा। Porosity विघटन की धुरी के साथ एक समान है, लेकिन विघटन की दर समय के एक समारोह के रूप में बदल जाता है। मेनके एट अल से संशोधित चित्रा। 42। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig8large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a> <img alt="9 चित्रा" src="/files/ftp_upload/53763/53763fig9.jpg" /> चित्रा 9. (क) एक नेटवर्क निकासी खंडों छवियों पर प्रदर्शन 60 मिनट पर दिखाया गया है, दिखा रहा हैबड़े ताकना रिक्त स्थान (गेंद) और उनके कनेक्शन (ट्यूब)। (बी) गणना पारगम्यता एक विस्तृत विघटन चैनल के रूप में 40 और 60 मिनट के बीच एक तेज वृद्धि के साथ समय के साथ वृद्धि करने के लिए स्थापित किया गया है दिखाया गया है। मेनके एट अल से संशोधित चित्रा। 42। <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53763/53763fig9large.jpg" target="_blank">यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।</a>

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

सिंक्रोट्रॉन तेजी टोमोग्राफी जलाशय की स्थिति में सीओ 2 -saturated नमकीन की उपस्थिति में चूना पत्थर के गतिशील छवि के विघटन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था। 100 स्कैन 2 घंटे की अवधि में एक 6.1 माइक्रोन संकल्प पर ले जाया गया।

कार्बोनेट में रिएक्शन के गतिशील ताकना पैमाने पर जलाशय हालत इमेजिंग सिंक्रोट्रॉन तेजी टोमोग्राफी का प्रयोग

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

सिंक्रोट्रॉन विकिरण तकनीकों का प्रयोग लिथियम आयन और सोडियम आयन बैटरियों के लिए इलेक्ट्रोड सामग्री की विशेषता

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. ...

Fast Imaging Technique to Study Drop Impact Dynamics of Non-Newtonian Fluids

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In the field of fluid mechanics, many dynamical processes not only occur over a very short time interval but also require high spatial resolution for ...

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Reservoir Condition Pore-scale Imaging of Multiple Fluid Phases Using X-ray Microtomography

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Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

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