洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究表明，一个新的岩石物理模型将提供更全面和可操作的数据，说明二氧化碳如何改变整个地质储存地点的岩石特性。

  CO2 产生后，被带入地下永久地质封存地点。这是为了保持二氧化碳而不会发生任何泄漏。新的岩石物理模型将有助于改善该系统，并减少能够逃逸到大气中的二氧化碳量。

  “使用新的CO2岩石物理模型将使我们能够更准确地模拟储层中CO2的影响，不仅对压缩波速度变化的影响，而且对剪切波速度变化的影响，”洛斯阿拉莫斯的高级研究科学家Lianjie Huang说。

  地质碳封存是减少温室气体排放的一个组成部分。然而，目前地下封存二氧化碳的地震监测方法无效，并且没有正确解释二氧化碳-岩石相互作用的几个特征。洛斯阿拉莫斯团队提出了一种新方法，可以更彻底地解释CO2与储层岩石的相互作用。

两个竞争模型

  目前公认的解释地下二氧化碳的做法是基于Biot-Gassmann方程的模型。该方法能够描述岩石在被流体（在本例中为 CO2）饱和时的弹性。

  “Biot-Gassmann方程非常普遍（特别是对于地质碳储存），”第一作者Neala Creasy解释说。“根据实验工作，这种方法没有考虑非线性应力依赖性和削弱岩石框架的化学反应。

  长期暴露在 CO2 中会影响 CO2 饱和岩石内剪切和体积模量的弹性，从而导致 CO2 以 Biot-Gassmann 方程无法完全描述的方式起作用，从而导致岩石物理建模不准确。

  与Biot-Gassmann方程建模相比，新的岩石物理模型显示了弹性特性的更大变化，特别是在剪切波速度方面。这些结果与实验室实验一致。这项研究提高了使用地震监测进行CO2核算的可靠性。

地质碳封存的可靠监测

  由于这些岩石物理模型控制着地质碳储存，因此改进的系统将使科学家能够更好地了解二氧化碳如何在地下储层中移动。这反过来又使科学家能够了解何时何地发生泄漏。碳捕集与封存是减少温室气体排放的重要工具，但封存系统的泄漏可能对环境和人类构成重大风险。

  因此，改进岩石物理模型可以让科学家解释二氧化碳的储存，并发现和解决泄漏问题，从而使碳储存有效且环保。

  “这种新的CO2岩石物理模型对于地质碳储存的可靠地震监测和CO2量化至关重要，”黄说。

  这篇题为“CO2岩石物理建模用于可靠监测地质碳储存”的论文发表在《自然》、《通讯》、《地球与环境》杂志上。