Ultrasonic response of a brine-saturated reservoir rock during coupled stress and fluid perturbation during liquid-CO2 injection
Notice bibliographique
Résumé
• Stress changes with and without fluid perturbation show distinct ultrasonic velocity responses. • Amplitude and velocity changes are strongly influenced by fluid composition and stress change respectively. • Shear wave amplitudes rise with pore fluid density even during inelastic deformation. • Patchy saturation delays velocity and amplitude response during fluid displacement. • Refines seismic monitoring protocol for safer CO 2 storage operations. CO 2 injection into porous sandstone reservoirs offers a promising pathway to curb anthropogenic carbon emissions, but poses risks of leakage and induced seismicity from stress perturbations and fault reactivation without meticulous monitoring. Here, we present a time-lapse monitoring approach based on laboratory measurements of ultrasonic Vp, Vs and corresponding peak amplitudes in critically stressed, partially saturated North Sea sandstones (porosity 9–23%). Our experiments show that Vp and Vs exhibit higher sensitivity (4–15%) to stress changes compared to fluid saturation changes (0.8–1%), whereas amplitudes are more responsive (30–500%) to saturation, showing staggered change when brine is displaced by CO 2 . Under pure stress perturbation, amplitude variations are smaller (10–50%). During elastic deformation, the Vp/Vs ratio decreases while the ratio of their corresponding amplitudes increases, underscoring the need for both P- and S-wave measurements. Velocity and amplitude changes are more pronounced in high-porosity rocks. In a critically stressed state (beyond yield/before failure), the rise in pore fluid density from CO 2 injection boosts shear wave amplitudes, offsetting attenuation from inelastic deformation. Knowing the pre-injection stress state enables these velocity and amplitude trends to serve as robust indicators of reservoir conditions during and after CO 2 injection. This cost-effective approach can be adapted to reservoir-scale monitoring and extends beyond CCS, supporting enhanced detection of stress and fluid-induced changes in subsurface formations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».