Unveiling Valuable Geomechanical Monitoring Insights Exploring Ground Deformation in Geological Carbon Storage

本研究基于巴西海上储层模型，调查了二氧化碳（CO2）注入对流动和地质力学响应的影响，强调了岩石性质、注入速率、压力变化和地面位移之间的复杂相互作用。研究发现，厘米级地面隆起对井口作为监测点的传统选择提出了质疑，由于储层的复杂性和注入过程的原因，这可能不是最优选择。

本研究强调了对地质力学属性和注入速率进行全面敏感性分析的重要性，以改进监测策略和风险管理，从而推进地质碳储存。此外，本研究还探讨了在盖层中模拟流动的地质力学效应，强调了盖层内压力消散的作用。这些洞察对于推进监测策略的设计、提高模型的预测精度和有效管理地质力学风险至关重要，确保了碳储存的成功。

CMG软件应用情况：

CMG-GEM软件以其在预测和分析碳储存项目中各种热力学性质和流体行为方面的多样性和鲁棒性而闻名。该软件基于有限体积和有限差分方法，在空间和时间上对组分守恒和能量平衡方程进行离散化。CMG-GEM模型的一个关键优势在于其准确预测CO2在广泛的压力和温度范围内相态的能力。它能有效捕捉CO2从气态到液态的转变，以及在超临界条件下的特征。CMG-GEM模拟模型能够准确预测和分析CO2行为以及以下捕获机制：CO2在盐水中的溶解度、通过物理扩散增强的溶解度捕集，以及由于相对渗透率和毛管滞后导致的饱和度变化而产生的残余CO2捕集。

图表 中度可信度描述已自动生成

图表 描述已自动生成

图表 描述已自动生成

图表, 箱线图 描述已自动生成

Abstract

Geological Carbon Storage (GCS) involves storing CO2 emissions in geological formations, where safe containment is challenged by structural and stratigraphic trapping and caprock integrity. This study investigates ffow and geomechanical responses to CO2 injection based on a Brazilian offshore reservoir model, highlighting the critical interplay between rock properties, injection rates, pressure changes, and ground displacements. The ffndings indicate centimeter-scale ground uplift and question the conventional selection of the wellhead as a monitoring site, as it might not be optimal due to the reservoir’s complexity and the nature of the injection process. This study addresses the importance of comprehensive sensitivity analyses on geomechanical properties and injection rates for advancing GCS by improving monitoring strategies and risk management. Furthermore, this study explores the geomechanical effects of modeling ffow in the caprock, highlighting the role of pressure dissipation within the caprock. These insights are vital for advancing the design of monitoring strategies, enhancing the predictive accuracy of models, and effectively managing geomechanical risks, thus ensuring the success of GCS initiatives.

Keywords: GCS; geomechanics; caprock; ground deformation monitoring; saline aquifer

作者单位：

  1. 荷兰代尔夫特理工大学土木工程与地质科学学院
  2. 巴西里约热内卢的PETROBRAS公司
  3. 美国德克萨斯大学奥斯汀分校希尔德兰德石油和地球系统工程系
  4. 美国斯坦福大学能源、科学与工程系

发表评论