نمذجة تسرب ثاني أكسيد الكربون الجيولوجي: دمج نفاذية الشقوق وتحليل ظهور مناطق الفوالق

تمثل تقنية احتجاز الكربون وتخزينه (CCS) تكنولوجيا حاسمة للحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، ولكن لا يزال خطر التسرب يمثل مصدر قلق كبير. تُعتبر الشبكات الفوالقية والشقوق عبر فترات الإغلاق طرقًا محتملة لتسرب ثاني أكسيد الكربون من خزانات التخزين، مما يستلزم تقييمًا دقيقًا لمعدلات نفاذيتها وترابطها. يقدم دراستنا نهجًا متكاملًا لنمذجة التسرب الجيولوجي في مناطق الفوالق، يجمع بين قياسات مختبرية منفردة لنفاذية الشقوق تحت الضغط مع بيانات تفصيلية عن ظهور الشقوق لمحاكاة الظروف الطبيعية لتخزين الكربون. درسنا تسلسلات الصخور السداسية التي تقطعها فالق عادي في منطقة كونوسدالن ويست (سفالبارد، النرويج)، وهي غطاء إقليمي لخزان مختبر ثاني أكسيد الكربون في لونغيربيين، وتعد نظيرًا لتشكيلات الصخور السداسية في بحر بارنتس والشمال. من خلال رقمنة شبكة الشقوق الظاهرة، استكشفنا الاختلافات في توزيع أحجام الشقوق وترابطها في أجزاء مختلفة من منطقة الفالق. هذه المعلمات أساسية لتحديد ما إذا كانت شبكة الشقوق توفر طرقًا نفاذة. يتيح دمج تحليل الظهور مع القياسات المخبرية لنا إنشاء نماذج هيدروميكانيكية مرتبطة لشبكة الشقوق الطبيعية وتقييم نفاذيتها الموسعة. وجدنا أن أشكال شبكة الشقوق تختلف عبر منطقة الفالق، مما يؤدي إلى نماذج نفاذية موسعة مختلفة، مما يسلط الضوء على أهمية تضمين معلومات شبكة الشقوق التفصيلية في محاكاة النفاذية. توفر دراستنا إطارًا لدمج قياسات نفاذية الشقوق وتحليل الظهور في نمذجة التسرب الجيولوجي في مناطق الفوالق، مما يمكن أن يساعد في توجيه تصميم وتشغيل مشاريع CCS والمساهمة في التخفيف من المخاطر المرتبطة بالتخزين الجيولوجي لثاني أكسيد الكربون.