洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究表明，一個新的巖石物理模型將提供更全面和可操作的數據，說明二氧化碳如何改變整個地質儲存地點的巖石特性。
CO2 產生后，被帶入地下永久地質封存地點。這是為了保持二氧化碳而不會發生任何泄漏。新的巖石物理模型將有助于改善該系統，并減少能夠逃逸到大氣中的二氧化碳量。
“使用新的CO2巖石物理模型將使我們能夠更準確地模擬儲層中CO2的影響，不僅對壓縮波速度變化的影響，而且對剪切波速度變化的影響，”洛斯阿拉莫斯的高級研究科學家Lianjie Huang說。
地質碳封存是減少溫室氣體排放的一個組成部分。然而，目前地下封存二氧化碳的地震監測方法無效，并且沒有正確解釋二氧化碳-巖石相互作用的幾個特征。洛斯阿拉莫斯團隊提出了一種新方法，可以更徹底地解釋CO2與儲層巖石的相互作用。
目前公認的解釋地下二氧化碳的做法是基于Biot-Gassmann方程的模型。該方法能夠描述巖石在被流體（在本例中為 CO2）飽和時的彈性。
“Biot-Gassmann方程非常普遍（特別是對于地質碳儲存），”第一作者Neala Creasy解釋說。“根據實驗工作，這種方法沒有考慮非線性應力依賴性和削弱巖石框架的化學反應。
長期暴露在 CO2 中會影響 CO2 飽和巖石內剪切和體積模量的彈性，從而導致 CO2 以 Biot-Gassmann 方程無法完全描述的方式起作用，從而導致巖石物理建模不準確。
與Biot-Gassmann方程建模相比，新的巖石物理模型顯示了彈性特性的更大變化，特別是在剪切波速度方面。這些結果與實驗室實驗一致。這項研究提高了使用地震監測進行CO2核算的可靠性。
由于這些巖石物理模型控制著地質碳儲存，因此改進的系統將使科學家能夠更好地了解二氧化碳如何在地下儲層中移動。這反過來又使科學家能夠了解何時何地發生泄漏。碳捕集與封存是減少溫室氣體排放的重要工具，但封存系統的泄漏可能對環境和人類構成重大風險。
因此，改進巖石物理模型可以讓科學家解釋二氧化碳的儲存，并發現和解決泄漏問題，從而使碳儲存有效且環保。
“這種新的CO2巖石物理模型對于地質碳儲存的可靠地震監測和CO2量化至關重要，”黃說。
這篇題為“CO2巖石物理建模用于可靠監測地質碳儲存”的論文發表在《自然》、《通訊》、《地球與環境》雜志上。
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