监测二氧化碳地质储存的地电方法——德国Ketzin CO2SINK试验场地跨孔及地面-井下测量取得的初步成果

摘要

用跨孔以及地面-井下电阻率层析成像（ERT）、监测深度约650米咸水含水层中二氧化碳（CO2）迁移的可行性调查在Ketzin（德国）附近的CO2SINK实验场地进行。永久性的垂直电阻率排列（VERA）由45根电极组成（15根在注入井Ketzin201内，两口观测井Ktzi200和Ktzi202内各15根），成功地放置在约590-740米（电极距约10米）深度范围的绝缘套管上。该Ketzin的三口井排列成垂直三角形，孔间距50和100米。第一个合成模拟研究指出，二氧化碳注入引起大约200％的电阻率增加（与大部分二氧化碳50％的饱和度相对应），这同实验室的研究比较一致。场地资料的有限差分反演在井孔之间提供了与储层模拟研究一致的电阻率三维分布。为了扩大跨孔测量提供的有限观测面积，另外布置了地面－井下测量。从地面到井下的电阻率实验推导出一个东南-西北方向的主要二氧化碳的迁移。第一个跨孔时延成果指出，Ketzin电极排列设置的分辨率和覆盖范围足以解决期望的关于该电极排列在特征长度尺寸上的电阻率变化。有可能测量到大的电阻率变化，但是，在当前的地质情况下，用垂直电阻率排列还不能解决二氧化碳羽状流的详细资料。