10月2日消息,爱丁堡大学 Catherine Spurin 团队(与 Ian Butler、Katriona Edlmann、Eike Thaysen 等作者合作)10月1日在 arXiv 发布预印本(编号 2610.01886,物理流体力学交叉列表),报道了利用快速原位同步辐射X射线断层扫描(micro-CT)直接观测非均质砂岩中氢气在盐水驱替过程中运移行为的实验研究。
地下多孔介质储氢是平衡可再生能源发电与需求时间错配的重要方案,其大规模可行性取决于注采循环中氢气分布、滞留与回收的预测精度,而这些多相流动过程受岩石非均质性、毛细滞后与孔隙尺度滞留的强烈影响。团队通过系统改变盐水注入速率,量化了流动条件对氢回收率及滞留氢演化的影响:即使在毛细管数低于10⁻⁶的低流速条件下,仍观察到离断氢团簇的显著运移;岩石非均质性在驱替早期对滞留行为的影响尤为突出。
论文结论强调,氢储存预测模型必须纳入孔隙尺度非均质性与瞬态滞留机制——现有油藏尺度模型多基于均匀介质假设,可能系统性高估氢回收率或误判库容衰减速度。
随着欧洲多个地下储氢示范项目推进,孔隙尺度流动表征正成为储氢库选址与注采工艺设计的关键基础课题,同步辐射原位成像为此提供了目前分辨率最高的实验手段。
(来源:arXiv)