利用固体潮监测CO2封存：澳大利亚Otway国际试验中心的现场验证研究

（编辑推荐）本研究创新性地利用天文潮汐引起的固体潮应变（earth tides）监测CO2羽流（plume）动态，通过6口观测井数据证实：潮汐压力振幅/相位变化可有效反映15千吨CO2注入Paaratte含水层后的扩散特征（扩散长度约350米），为地质封存（CCS）提供了一种低成本被动监测方案。

　　

Highlight

数据采集

CO2CRC Otway第三阶段实验通过5口监测井的井下传感器，追踪了15千吨CO₂注入形成的羽流（plume）。这些井呈新月形排列，结合4D地震勘测（time-lapse seismic）提供空间定位基准。

噪声水平

最小二乘拟合算法返回的参数标准差显示，CRC-2井中两组四联压力计（gauge clusters）的振幅和相位耦合数据具有高度一致性（图10），验证了潮汐压力信号50帕量级的可检测性。

结论

研究发现：

1. 1.

   潮汐压力振幅受CO₂饱和度影响显著——2%的饱和度即可使Biot模量（M）减半；

2. 2.

   压力扩散长度（L=√(Mk/μω)）在渗透率高的储层可达350米，使羽流边缘效应被平滑化；

3. 3.

   该方法特别适用于探测"意外出现"的CO₂羽流，是地质封存（CCS）监管的廉价补充方案。

CRediT作者贡献声明

Charles Jenkins主导了方法论构建与数据分析；Jonathan Ennis-King负责实验实施；Chris Green完成理论建模；James Gunning参与验证与文稿修订；Samuel Jackson优化数据采集流程；Andy Wilkins协助数值解析。

利益冲突声明

作者声明无任何可能影响本研究的财务或个人关系。

致谢

感谢CO2CRC Ltd、澳大利亚政府CCS旗舰计划、维多利亚州政府及BHP等机构的资助支持，ANLEC R&D通过澳大利亚低碳技术公司（LETA）提供配套资金。