Các nhà khoa học đã nghiên cứu thuộc tính của đá xốp trong đó CO2 được bơm vào. Những tảng đá này được gọi là đá gốc, đóng vai trò như các thùng chứa CO2. Nhóm nghiên cứu đã xem xét hai loại đá gốc là đá vôi và sa thạch có các tính chất hóa học khác nhau.

"Chúng tôi quan tâm đến các loại đá này vì chúng xuất hiện phổ biển dưới lòng đất, ngoài ra còn vì những mối lo ngại về việc CO2 có thể thoát ra ngoài khi nó được bơm xuống lòng đất" Li Li, PGS. kỹ thuật dầu mỏ và khí thiên nhiên, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Thậm chí nếu ở dưới lòng đất, vẫn có lo ngại rằng CO2 có thể rò rỉ vào các tầng nước ngầm được khai thác làm nước uống".

Ngoài tương tác với đá gốc, CO2 được tích trữ dưới lòng đất còn có thể tiếp xúc và hòa tan vào các trầm tích nước mặn. Như vậy, CO2 làm tăng nồng độ axit trong nước mặn. Hỗn hợp CO2 với nước mặn nồng độ axit cao có thể hòa tan một số loại đá như đá vôi cũng như lớp phủ xi măng trên các giếng dầu khí bị bỏ hoang.

Các nhà khoa học cho biết: Nếu dòng nước mặn bão hòa CO2 đi đến giếng nước bỏ hoang, nó sẽ phản ứng với xi măng. Điều này có thể gây ra các vết nứt trong xi măng, sẽ làm tăng khả năng CO2 thoát ra ngoài. Nhóm nghiên cứu đang nỗ lực đánh giá những gì diễn ra trong quá trình này nếu đá gốc phản ứng với hỗn hợp CO2 và nước mặn.

Để tái tạo môi trường tự nhiên, các nhà nghiên cứu đã tiến hành một thí nghiệm dẫn nước mặn giàu CO2 vào hai hệ thống khác nhau - xi măng trong đá gốc sa thạch và xi măng trong đá vôi. Nhóm nghiên cứu đã theo dõi các phản ứng hóa học diễn ra và đo những thay đổi trong đá gốc và xi măng. Phát hiện nghiên cứu cho thấy đá gốc có thể tạo nên nhiều con đường phát thải khí. Dung dịch CO2 với nước mặn hòa tan nhiều phần của đá vôi, đã làm giảm nồng độ axit trong dung dịch. Trong tám ngày, đá vôi giảm 3% khối lượng và có khả năng thẩm thấu hơn 24 lần so với lúc bắt đầu phản ứng, nghĩa là chất lỏng và chất khí có thể di chuyển qua đá vôi dễ hơn nhiều. Chất lỏng chứa nước mặn và CO2 cũng có tính axít thấp hơn trong quá trình hòa tan. Kết quả là nó không hòa tan bất cứ loại xi măng nào.

"Trong tương tác với đá vôi, bản thân đá trở thành môi trường chủ đạo cho phản ứng hòa tan, trong khi xi măng là chất phản ứng phụ", Karpyn nói. "Điều này có nghĩa là các lỗ khoan của giếng nhiều khả năng vẫn còn nguyên nếu có đá vôi. Nhưng việc hòa tan đá vôi có thể tạo ra con đường rò rỉ thông qua việc hình thành các rãnh".

Phát hiện nghiên cứu làm nổi bật sự phức tạp của việc cô lập cácbon dưới lòng đất, một quy trình đang được nghiên cứu như là một phương pháp để làm giảm nồng độ CO2 trong khí quyển.