德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員使用模型、模擬和儲層數(shù)據(jù)來確定，多蓋儲存庫可能更善于捕獲二氧化碳。
所有碳捕獲和封存項目的總體目標都是相同的：通過將二氧化碳永久儲存在地下，將二氧化碳排放從大氣中排除在外。一種方法是將二氧化碳注入一個覆蓋著大蓋子的儲層空間——一個不透水的蓋層，可以將氣體保持在原位并阻止其軌道上的任何上升流動。幾十年來，石油勘探在尋找石油陷阱時一直依賴這種模式，它適用于石油和二氧化碳。但根據(jù)德克薩斯大學奧斯汀分校經(jīng)濟地質局（Bureau of Economic Geology）領導的研究，被數(shù)百個較小蓋子覆蓋的地下儲層（統(tǒng)稱為“復合限制系統(tǒng)”）可能是長期保持碳困住的更好選擇。這對碳儲存行業(yè)來說是個好消息。這種類型的分布式系統(tǒng)在包括德克薩斯州墨西哥灣沿岸在內的一系列地質環(huán)境中很常見。“在美國最大的排放集中地，我們有令人難以置信的水庫，但很少有區(qū)域性密封。相反，我們所擁有的是很多很多不連續(xù)的垂直流動障礙，“德克薩斯大學杰克遜地球科學學院墨西哥灣沿岸碳中心的研究副教授Alex Bump說。“這項研究有一個非常本地化的動機，但應用是全球性的。許多從事碳儲存工作的人都扎根于石油和天然氣，包括Bump。這兩個行業(yè)在油藏地質學和流體動力學方面有著相似的知識基礎。然而，根據(jù)Bump的說法，這也導致了一些關于最佳碳儲存情景的假設，即，被證實是石油陷阱的相同類型的蓋巖密封儲層也應該是儲存碳的首選地點。根據(jù)Bump的說法，碳氫化合物生產和碳儲存之間存在關鍵差異，這表明重新思考繼承的概念。Bump說：“在石油領域，生產目標有利于大容量、集中、流動的堆積，因此我們勘探大型陷阱和具有不透水密封的高滲透性儲層。Bump說，同樣的模型也適用于碳儲存，但使其成為石油生產理想的因素使其儲存具有風險。例如，如果密封件中存在泄漏（例如未正確退役的井），則存在大量集中的 CO2 可能會泄漏出去。相比之下，復合封閉系統(tǒng)的多重屏障不僅有助于防止逃逸，還有助于將 CO2 羽流散布到儲層的可用孔隙空間中。通過這樣做，它們有效地固定了 CO2。即使在可能有逃逸路徑的地方，也很少或根本沒有移動二氧化碳來喂養(yǎng)它。Bump 比較了蓋石和復合方法之間的差異，即用水桶和一堆毛巾捕捉漏水。兩者都可以完成這項工作。但是，水不會與毛巾一起溢出。毛巾只是簡單地吸收它。在發(fā)表在《國際溫室氣體控制雜志》（International Journal of Greenhouse Gas Control）上的一篇論文中，墨西哥灣沿岸碳中心的Bump及其同事Hailun Ni和Sahar Bakhshian通過展示來自實驗模型、數(shù)值模擬和實際儲層的數(shù)據(jù)，為用于CO2封存的復合封閉系統(tǒng)提供了案例。他們的實驗和數(shù)值模型表明，當涉及到有效的限制系統(tǒng)時，屏障的長度和頻率是影響最大的兩個因素。他們還發(fā)現(xiàn)，障礙不必特別大才能有效。即使地質層之間晶粒尺寸的微小減小也足以改變上升的 CO2 羽流的路徑，從而有助于將天然氣橫向擴散到整個儲層，而很少向地表遷移。Bump說，下一步議程是傳播有關用于碳儲存的復合密閉系統(tǒng)的信息。目前，他正在編寫一份最佳實踐指南，用于尋找和允許這些類型的水庫進行二氧化碳封存。“這實際上是關于創(chuàng)建用戶手冊，”Bump 說。“我們正在弄清楚如何采納一個好主意并加以應用。墨西哥灣沿岸已經(jīng)有商業(yè)項目正在推進這項工作。我們希望讓它成為全球碳儲存工具包的標準部分。
