Agyagásványok reaktivitásának vizsgálata szén-dioxiddal telített vízben nagy nyomáson és hőmérsékleten

A klímaváltozásért felelős egyik fő üvegházhatású gáz a CO2. Ezen gáz nagymértékű kibocsátásának csökkentésére értelmes megoldást jelenthet a CO2 geológiai tárolókban való elhelyezése. Az erre alkalmas rezervoárok közül a legnagyobb tárolási kapacitással a Föld üledékes medencéiben található sósvizes tárolók rendelkeznek (IPCC, 2005). Ezért TDK dolgozatunkban ezekkel a rendszerekkel foglakozunk bővebben. A CO2 biztonságos tárolásához geológiai időskálán rövid távon (~100 év) fontos, hogy a fedőkőzet fizikai gátat képezzen a CO2 migrációs útvonalában - ami víznél kisebb sűrűsége miatt felfelé áramlik - és megakadályozza annak felszín felé történő szivárgását (Gaus, 2010). Hosszú távon (n*1000 év) a CO2 oldódik a geológiai formáció vizében, ezáltal csökkentve a pórusvíz pH-ját, ami hatására geokémiai reakciók játszódhatnak le a rezervoárt és fedőkőzetet alkotó ásványok, valamint a CO2-vel telített pórusvíz között. Az ideális fedőkőzet fizikai és kémiai szempontból is ellenálló, ezért kis permeabilitással és porozitással, nagy szorpciós és ioncserélő képességgel kell rendelkeznie (Bildstein et al., 2009; Kaldi et al, 2011). A kémiai reakciók hatására megváltozhatnak a fedőkőzet fizikai tulajdonságai (porozitás-permeabilitás), amelynek következtében csökkenhet a záró/szigetelő tulajdonsága, elősegítve ezzel a CO2 szivárgását (Gaus, 2010; Kaldi et al., 2011). Ezért az elmúlt néhány évben a fedőkőzetek fizikai-kémiai tulajdonságainak széleskörű tanulmányozása és ismerete előtérbe került a CO2 tárolással foglalkozó szakirodalomban ( (Kaszuba et al., 2003, 2005; Gaus et al., 2005; Gaus, 2010; Kaldi et al., 2011) és elengedhetetlenné vált a biztonságos tárolási körülmények megteremtéséhez

Geological and geophysical properties of cap rock in a natural CO2 occurrence, Mihályi-Répcelak area, Western Hungary

The physical and geochemical consistency of the cap rock is primarily important for safe geological storage of CO2. As a consequence of CO2 injection reactions took place between the minerals of the reservoir, the cap rock and CO2 saturated pore water. These reactions may change the mineral composition and petrophysical properties of the storage reservoir as well as the cap rock that provides the only physical barrier that retains carbon dioxide in the target reservoir formation. Study of the natural CO2 occurrences delivers information to understand which properties of a cap rock provide the sustainable closure and retainment. Knowledge of the long term effect of CO2 on the behavior of the cap rock is an important input in the selection procedure of a potential CO2 injection site. Yet, very few data exist on geochemical properties and reactivity of the cap rocks. During normal commercial operations the reservoir is typically cored, but not the cap rock. This study may enhance our knowledge about possible mineralogical reactions, which can occur in clayey-aleuritic cap rocks. The Mihályi-Répcelak natural CO2 occurrence is believed to be leakage safe. There is no known seepage on the surface. It is suggested that the aleuritic clay rich cap rock occurring at the natural reservoir can stop CO2 migration into other reservoirs or to the surface. The most important characteristics of cap rocks that they have low permeability (<0.1 mD) and porosity (eff.por. = 4%) and high clayeyness (approx. 80%). However, we demonstrate that in addition to these parameters the geochemical properties of cap rock is also important. In order to characterize the natural CO2 occurrence, we applied the following analysis, like XRD, FTIR, SEM. The petrophysical properties are determined from the interpretation of geophysical well-logs and grain size distribution. The most important result of this study that adequate petrophysical properties do not completely define the suitability of a cap rock. The effective porosity (~4 %), permeability (0.026 mD) and clayeyness (~80%) data imply that the studied aleurolites are good cap rocks. The mineral composition of cap rock is similar to that of reservoir rock, however, the ratio of components is different. The mineralogical analysis and petrography yield to the reaction between CO2 and the cap rocks. The most visible effect of CO2 presence is the dawsonite precipitation after albite dissolution within the cap rocks. Therefore, the CO2 may migrate through the cap rocks in geological time scale, however the total system could be leakage safe

Függvényegyenletek és egyenlőtlenségek = Functional equations and inequalities

A kutatásban 19 fő vett részt. A kutatócsoport tagjai 2003 és 2006 között 3 könyvet, 103 referált nemzetközi folyóiratban, vagy konferenciakiadványban megjelent tudományos dolgozatot, további 15 közlésre elfogadott dolgozatot, 6 PhD, 1 habilitációs és 2 MTA doktori értekezést készítettek, továbbá 208 tudományos előadást tartottak. A nem-iteratív függvényegyenletek regularitáselméletének monografikus összefoglalását adja Járai Antal 2005-ben a Kluwer kiadónál megjelent könyve. Ez mű az elmúlt két évtizedben a kutatócsoport által elért eredményeket egységes szemléletmódban tárgyalja és új alkalmazásokat is bemutat. Az iteratív függvényegyenletek és az un. invariancia-egyenlet regularitási vizsgálataiban is számos új módszer és eredmény született. A spektrálszintézis és spektrálanalízis kutatásában döntő áttörést hoztak Székelyhidi László kutatásai. Kiderült, hogy bizonyos diszkrét Abel-csoportokon a spektrálszintézis nem teljesülhet, ezzel egy több évtizede fennálló sejtés is megdőlt. A témakör elméletének alapvető és lezáró eredményeit tartalmazó monográfia 2006-ban a Springer kiadónál jelent meg. A lineáris operátorok és függvényterek megőrzési problémáinak összefoglalását adja Molnár Lajosnak a Springer Lecture Notes sorozatában 2007-ben megjelent könyve. A Hadamard-egyenlőtlenség magasabbrendű általánosításainak és a közelítőleg konvex függvényeknek a vizsgálata is számos új fejleményet hozott. | The research was carried out by 19 researchers. The members of the research team published 3 books, 103 research papers in refereed journals or conference proceedings, 15 papers accepted for publication, furthermore, 6 PhD, 1 habilitation and 2 DSc dissertations in the period 2003-2006. The monographic summary of the regularity theory of non-iterative functional equations was published by Antal Járai at the Kluwer Academic Publishers. This work treats the results of the research team obtained in the last two decades in a unified manner and also presents new applications. The investigation of the regularity problems of the iterative functional equations and the so-called invariance equation lead to a number of new methods and results. The investigation of spectral synthesis and spectral analysis reached a breakthrough point due to László Székelyhidi's results. It turned out that the spectral synthesi fails to hold on certain discrete Abelian groups. This result negatively answered a longstanding conjecture. The basic and key results of the subject were summarized in a book published by Springer Verlag. A book by Lajos Molnár, published in the Lecture Notes of Springer in 2007, summarizes the results obtained on preserver problems of linear operators and functions spaces. There were also new and interesting developments in the investigation of higher-order generalizations of the Hadamard inequality and approximately convex functions

Experimental study of the CO2 saturated water – clay system at 70- 180 bars and 80-100 °C

Caprock integrity is one of the most important factors regarding the long-term safe underground storage of CO2 in saline aquifers. As a result of geochemical reactions among the caprock mineralogy and CO2 saturated pore water, the physical properties of caprock such as porosity, permeability and tortuosity may change, which could affect its sealing capacity. Due to the commonly high clay mineral content of caprocks, the reactivity of these minerals should be wellstudied in CO2 saturated reservoir conditions. The main aim of the present study is filling the gap of experimental results in order to understand better the geochemical behavior of CO2 – brine – clay mineral system. For this reason, 1-2 weeks long laboratory experiments and geochemical modeling were carried out under reservoir conditions (70-180 bars and 85-100 °C) using international illite (IMt-1), kaolinite (KGa-1b) and Na-montmorillonite (SWy-2) standards. The resulting solid phases were examined by ATR-FTIR and XRD, whereas the fluid compositions were measured by ICP-AES. For comparison, control samples were also studied the same way as the CO2-exposed samples. The experimental results indicate rapid and total dissolution of carbonates, initially present in the samples, and slight increase in the amount of smectite in the CO2-treated samples. Furthermore, the experienced shift of initial d001 spacing by about 1 Å in smectites (XRD) could be the result of both Ca-exchange and/or CO2 incorporation into the interlayer