Affiliation:
1. University of Lausanne
2. Skolkovo Institute of Science and Technology
3. Lomonosov Moscow State University
Abstract
We propose a coupled hydro-chemo-mechanical model and its 1D numerical implementation. We demonstrate its application to model filtration of a multicomponent fluid in deforming and reacting host rocks, considering changes in the densities, phase proportions and chemical compositions of coexisting phases. We presented 1D numerical implementation on the example of soapstone formation from serpentinite during H₂O-СО2 fluid filtration with low concentration of СО2 coupled with viscous deformation of mineral matrix, considering MgO-SiO2-H₂O-СО2 system. The numerical results show porosity wave propagation by viscous (de)compaction mechanism accompanied with the formation of an elongated zone with higher filtration properties. After the formation of such a channel, the formation and propagation of reaction fronts occurs associated with the transformation of the mineral composition of the original rock. During H2O-CO2 fluid filtration, starting from 1 weight percent of dissolved CO2, carbonization of hydrated serpentinite starts, specifically antigorite transforms to magnesite and talc.
Publisher
The Russian Academy of Sciences
Reference68 articles.
1. Аранович Л.Я. Флюидно-минеральные равновесия и термодинамические свойства смешения флюидных систем // Петрология. 2013. Т. 21. № 6. С. 588–599.
2. Бхатнагар П. Нелинейные волны в одномерных диспергирующих системах. М.: Мир, 1983. Т. 134. 136 с.
3. Добрецов Н.Л. Глаукофансланцевые и эклогит-глаукофансланцевые комплексы СССР // Тр. ИНГГ СО РАН. Под ред. В.С. Соболева. Новосибирск: Наука, 1974. Вып. 57. C. 436.
4. Коннолли Д.А.Д. Введение в минимизацию свободной энергии Гиббса для геофизиков // Петрология. 2017. Т. 25. № 5. С. 533–542.
5. Исаева А.В., Доброжанский В.А., Хакимова Л.А., Подладчиков Ю.Ю. Численное моделирование фазовых равновесий многокомпонентных углеводородных систем с помощью прямой минимизации энергии // Газовая промышленность. 2021. № 2. С. 20–29.