Physikalische Modellierung CO2-führender Gesteine zur zuverlässigen Überwachung der geologischen Kohlenstoffspeicherung

Überwachung, Verifizierung und Abrechnung (MVA) sind der Schlüssel zur Gewährleistung einer sicheren und langfristigen geologischen Kohlenstoffspeicherung. Die seismische Überwachung ist die wichtigste MVA-Technik, die seismische Daten nutzt, um die elastischen Eigenschaften von CO2-gesättigten Gesteinen zu ermitteln. Eine zuverlässige Erfassung von CO2 in unterirdischen Reservoirs und potenziellen Fluchtzonen erfordert ein genaues Modell der physikalischen Eigenschaften des Gesteins. Das häufig verwendete Modell, das auf der herkömmlichen Biot-Gassmann-Gleichung basiert, unterschätzt jedoch möglicherweise die Auswirkung der CO2-Sättigung auf seismische Wellen erheblich, was zu einer ungenauen Abrechnung führt. Wir entwickeln ein genaues Modell der physikalischen Eigenschaften von Gesteinen mit CO2, das die Auswirkungen der Spannungsabhängigkeit seismischer Geschwindigkeiten in porösen Gesteinen und die Schwächung von CO2 auf das Gesteinsgerüst berücksichtigt. Wir validieren unser Modell mit Kimberlina-1.2 (einem zuvor vorgeschlagenen geologischen Kohlenstoffspeicher in Kalifornien) und erstellen mit dieser neuen Methode Zeitraffermodelle elastischer Eigenschaften. Wir vergleichen die Ergebnisse mit den Ergebnissen, die mit der herkömmlichen Biot-Gassmann-Gleichung erhalten wurden. Unser innovativer Ansatz zeigt größere Veränderungen der elastischen Eigenschaften als die Biot-Gassmann-Ergebnisse. Mit unserem Modell lässt sich die im Labor beobachtete Verringerung der Scherwellengeschwindigkeit nachbilden. Dieses neue Modell erhöht die Genauigkeit der Zeitraffermodellierung elastischer Wellen und ermöglicht eine zuverlässige CO2-Bilanzierung mittels seismischer Überwachung. (Mehr dazu natur.com)