用于地热储层的地下活动和封存二氧化碳的连续监测系统

近日，研究人员开发了一种可以安全地识别和有效处理“地热储层的地下活动和封存的二氧化碳”的连续监测系统。

（这张示意图展示了一个潜在的下一代应用系统，用于连续监测地下地热和二氧化碳封存库）

随着气候变化作的全球挑战，日本的研究人员创建的一个新系统可以由来帮助科学家们应对这样严峻的难题。 

该方法由九州（Kyushu University）大学的一个团队开发，提供了地表下变化量的准确和连续测量，他们说这可能会导致实施碳储存和地热能发电等纠正措施。而且，由于有一个小型激励震源和传感光缆，它可以对下面的生态系统进行持续监测（见图）。

“将捕获的二氧化碳储存在地下和利用地热能发电是减少温室气体排放的两项重要技术”，九州大学教授、该研究的主要作者「辻 健」（Takeshi Tsuji）介绍说。 

在新的监测系统中使用了在很宽的频率范围内产生精确定时振动的小型震源，其中一个 17 kg的偏心锤转动，其产生的振动能够对地面进行探测。这些振动和地震信号可以叠加以提高信噪比，然后通过长达数十公里光缆数百个点的分布式声学传感进行检测；这些变化是通过光在光纤中传到来进行测量的。

引人注目的突破

根据这项研究，研究人员能够识别地下空隙内流体压力的变化（称为孔隙压力）。该团队指出，变化“可能表明存在二氧化碳泄漏或地热储层变化等危险。” 通过现场实验测试新系统的有效性还确定了地下地层信号的变化，准确率超过 99.99%。

「辻」还指出，要进一步采用地下二氧化碳储存和地热能发电等工具，更好的监测工具将是“减轻和应对泄漏和诱发地震活动等相关风险”的关键。 

研究人员称，他们的监测系统还可以与传统的地震仪和无人水面载具（ASV）结合。这种载具可以在海上产生声波，以扩大监测区域。 

由于与之相关的高成本，振动和地震监测历来是在较长的时间间隔内完成的，这导致所有收集的数据之间存在差距。因此，很容易错过二氧化碳水平或地热储层的任何快速和/或意外变化。九州团队的新系统和技术不仅在监控和识别潜在的关键变化方面更有效，而且比现有方法成本低得多。 

“通过让我们能够更快地检测泄漏和其他危害并做出响应”，「辻」补充说，“我们的系统实现的持续监控也将有助于获得公众的认可，这对于推进碳捕获和储存以及地热能开发至关重要项目”。

编辑：黄飞