Modellierung geologischer CO2-Leckagen: Integration von Bruchpermeabilität und Analyse von Störungszonenaufschlüssen

Die geologische Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) ist eine entscheidende Technologie zur Minderung von Treibhausgasemissionen, aber das Risiko von Leckagen bleibt ein erhebliches Anliegen. Störungen und Bruchnetzwerke in Dichtintervallen sind potenzielle Wege für CO2, aus Speicherspeichern zu entweichen, was eine genaue Bewertung ihrer Permeabilität und Konnektivität erforderlich macht. Unsere Studie stellt einen integrierten Ansatz zur Modellierung geologischer Leckagen in Störungszonen vor, der Laboruntersuchungen zur Spannungs-Permeabilität einzelner Brüche mit detaillierten Daten zu Bruchaufschlüssen kombiniert, um in-situ-Bedingungen für die Kohlenstoffspeicherung zu simulieren. Wir untersuchten Deckgesteinssequenzen, die durch eine normale Störung im Gebiet Konusdalen West (Svalbard, Norwegen) geschnitten werden, einem regionalen Dichtungshorizont für das Reservoir des Longyearbyen CO2-Labors und einem Analogon zu Deckgesteinsformationen der Barents- und Nordsee. Durch die Digitalisierung des aufgeschlossenen Bruchnetzwerks untersuchten wir die Variationen in der Verteilung der Bruchgrößen und deren Konnektivität in verschiedenen Bereichen der Störungszone. Diese Parameter sind grundlegend, um festzustellen, ob das Bruchnetzwerk durchlässige Wege bietet. Die Integration der Aufschlussanalyse mit Laboruntersuchungen ermöglicht es uns, gekoppelte hydromechanische Modelle des natürlichen Bruchnetzwerks zu erstellen und deren hochskalierten Permeabilität zu bewerten. Wir fanden heraus, dass die Geometrien des Bruchnetzwerks in der Störungszone variieren, was zu unterschiedlichen hochskalierten Permeabilitätsmodellen führt und somit die Bedeutung der Einbeziehung detaillierter Informationen über das Bruchnetzwerk in Permeabilitätssimulationen unterstreicht. Unsere Studie bietet einen Rahmen für die Einbeziehung von Bruchpermeabilitätsmessungen und Aufschlussanalysen in die Modellierung geologischer Leckagen in Störungszonen, was die Gestaltung und den Betrieb von CCS-Projekten informieren und helfen kann, die mit der geologischen Speicherung von CO2 verbundenen Risiken zu mindern.