地质封存CO2的岩石力学挑战与风险调控：从多尺度建模到工程实践

这篇综述系统剖析了地质CO2封存（CCUS）中的岩石力学（Geomechanics）风险，涵盖注入诱发断层活化（Fault Reactivation）、盖层完整性（Caprock Integrity）等关键问题。作者整合了连续/非连续数值模型（Continuum/Discontinuum Modeling）、实验室实验与三大标志性案例（Sleipner/Weyburn/In Salah），提出涵盖热-流-力-化（THMC）耦合作用的监测与风险缓释框架，为碳中和目标下的安全封存提供跨学科解决方案。

　　

Highlight

地质CO₂封存的未来取决于技术创新与靶向研究，以解决持续存在的不确定性并提升实施安全性。首要任务是精确重建原位应力（In-Situ Stress）。现有方法空间覆盖有限，且常忽略注入过程中的应力异质性或时序变化。可采用先进方法——如结合测井数据、微震监测与区域地震活动的概率应力反演（Probabilistic Stress Inversion）——来构建更可靠的三维应力场模型。

结论

本综述系统探讨了地质CO₂封存安全长期部署涉及的岩石力学风险与建模方法。核心在于原位应力的精准表征，其主导着断层活化、盖层完整性和井筒稳定性。关键发现表明，必须整合实验室实验、现场数据与先进建模技术，以捕捉CO₂封存中复杂的热-流-力-化（THMC）耦合作用。这些相互作用会显著改变储层岩石的力学特性，进而影响长期封存效能。

（注：根据要求，翻译部分保留了小标题体系，专业术语用括号标注英文缩写，并严格处理了CO₂等上下标格式，未包含文献引用标识。）