桑迪亚国家实验室地下储氢项目团队正在利用计算机模拟和实验室实验对枯竭油气藏储氢进行研究,研究储存在枯竭的油气储层中的氢气是否会滞留在岩石中、发生泄漏或受到污染。
许多油气藏储层是由砂岩或页岩形成,研究团队对氢气是否会滞留在砂岩或页岩中,及氢气的泄露情况进行了研究。团队主要成员Tuan在俄克拉荷马大学的合作者通过实验研究了氢气与砂岩和页岩试样的相互作用,发现氢气被抽出后不会留在砂岩中,但高达10%的吸附气体会滞留在页岩试样中,试验结果得到了计算机模拟的证实;通过对蒙脱石粘土层、水和氢之间的分子相互作用进行了计算机模拟,发现被粘土粘住或穿过粘土而损失的氢非常少,这对于地下储氢来说非常有利。
在氢气是否会被污染方面,Tuan通过室内实验和数值模拟发现,当氢气被注入枯竭天然气储层时,残留的天然气会从岩石释放到氢气中。即,氢气被抽取使用时,其中含有少量天然气。目前,研究团队正在利用分子模拟和实验研究氢气对枯竭油藏的影响,以及残留的石油如何污染氢气或与氢气相互作用。
此外,Tuan还负责美国能源部化石能源和碳管理办公室地下氢评估、存储和技术加速项目中的部分工作。他指出,该研究结果可以用于指导地下储氢的大规模现场测试,项目计划在未来进行现场规模测试,以证明枯竭油气藏中储氢的可行性。此外,还需要进一步研究枯竭油气藏中微生物和其他化学物质与氢的相互作用。