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摘要：fugitive gas emissions 是能源过程中非故意释放的气体。天然气排放主要由甲烷组成，从生产井或地下储存设施迁移后可能污染地下水或加剧温室气体效应。由于天然气被视为低碳能源选择，未来将需要更多储存场所，这会增加气体泄漏的机会。本研究通过改变注入速率、气体温度和储层渗透率，调查了因注入引发的盖层裂缝导致的储存库甲烷泄漏，并探讨了确保安全气体储存的潜在政策改进。
对储存库、盖层和上覆岩层的三维热-水-力-机械模型进行了敏感性分析，使用正常有效应力和垂直位移作为裂缝发展的指标。分析采用了耦合流体流动和地质力学模拟器 CMG（计算机建模集团）GEM-2019。较高的注入速率比较低速率更早引发裂缝（图1）。较冷的气体温度降低了体积应变，从而延迟了盖层失效。较低的储层渗透率减缓了压力扩散，降低了井周围的有效应力，比高渗透率储层更早引发裂缝。裂缝引发后，气体压力扩散至盖层和上覆岩层（图2），储层上方的地层中气体饱和度增加。
结果表明，注入速率和储层表征对于优化注入参数和减少气体渗透性裂缝至关重要。例如，储层渗透率控制裂缝引发的起始时间，在无断层的储层（如所建模的储层）中，较冷的气体可延迟裂缝形成，但可能会重新激活任何现有断层。