“นักวิจัยคณะวิศวฯ มช. ศึกษาผลกระทบของปฏิกิริยาธรณีเคมี (geochemical reactions) ระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) กับหินทรายและหินปูน ซึ่งเป็นหินโผล่ตัวอย่างจากแหล่งกักเก็บเชิงธรณีวิทยาของแอ่งแม่เมาะ จังหวัดลำปาง โดยวิเคราะห์ทั้งระดับเล็กกว่าแท่งหินตัวอย่าง (sub-core) และแท่งหินตัวอย่าง (core) เพื่อทำความเข้าใจเชิงลึกถึงกลไกการเปลี่ยนแปลงในแง่วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมธรณี”
นางสาวมธุรส ตุลาพันธุ์ นักศึกษาปริญญาโท และรองศาสตราจารย์ ดร.สุพฤทธิ์ ตั้งพฤทธิ์กุล อาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ ภาควิชาวิศวกรรมเหมืองแร่และปิโตรเลียม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ได้ศึกษาการเปลี่ยนแปลงเชิงแร่และสมบัติทางกายภาพของตัวอย่างหินโผล่ (outcrops) อันเนื่องมาจากปฏิกิริยาธรณีเคมี โดยใช้อุปกรณ์และวิธีการวิเคราะห์ขั้นสูง ได้แก่ การดูดซับก๊าซทางกายภาพ (BET), กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) และการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์ (XRD) พบว่า CO2 ในสภาวะเป็นกรดสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการละลายของแร่คาร์บอเนต (dissolution) และตกผลึกแร่ทุติยภูมิใหม่ (precipitation) ส่งผลให้เกิดรูพรุนและรอยร้าวขนาดเล็กในหินทราย และเกิดผลึกรูปเข็มคล้ายแร่อะราโกไนต์ (aragonite) ในหินปูนที่มีพื้นที่ผิวจำเพาะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
ผลการทดลองระดับ core พบว่าค่าความพรุนเพิ่มขึ้นสูงสุดกว่า 12.5% และค่าความซึมได้เพิ่มขึ้นมากกว่า 743% พร้อมทั้งยืนยันด้วยภาพ micro-CT scan ว่ามีการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างภายในที่ชัดเจนโดยเฉพาะในหินปูน ในขณะที่หินทรายแสดงแนวโน้มการเคลื่อนที่ของอนุภาคละเอียด (fine migration) ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพการไหลในรูพรุนขนาดเล็กบางส่วน
งานวิจัยนี้ แสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยาธรณีเคมีมีบทบาทต่อการเปลี่ยนแปลงสมบัติหินแหล่งกักเก็บและส่งผลโดยตรงต่อสมรรถภาพการกักเก็บ ดังนั้น ความเข้าใจเชิงลึกต่อกระบวนการดังกล่าวจึงมีความจำเป็นมากต่อการออกแบบแผนการฉีดอัดให้เหมาะสม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกักเก็บ และเป็นหลักประกันความปลอดภัยในระยะยาว ทั้งนี้ การศึกษาวิจัยในอนาคต ควรมุ่งเน้นพิจารณาการรวมคู่กันของธรณีเคมีและธรณีกลศาสตร์ (geochemical-geomechanical coupling) เพื่อคาดการณ์และบริหารจัดการพฤติกรรมของแหล่งกักเก็บเมื่อมีการอัดฉีดคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างแม่นยำมากขึ้น
อ้างอิง Tulapan, M., Thanasaksukthawee, V., Tapanya, C., Tosuai, T., Jiang, J., Harbottle, D., & Tangparitkul, S. Effects of CO2 -Induced Geochemical Reactions on Sandstone and Limestone Reservoirs in Mae Moh Basin: Insights from Sub-core to Core Scale Analyses. Energy & Fuels 2025, 39, 10518-10525.
อ่านงานวิจัย https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5c01129
