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 machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 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) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».