熱力学と触媒のジャーナル
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概要

間隙水圧貯蔵所で圧縮された再生可能ガスエネルギーの地球物理学的モニタリングの実現可能性調査

ハグレイ SA、コーン D、ウィガース CE、シェーファー D、ラベル W

再生可能エネルギー源のほとんどは断続的であり、電力供給と需要のピークの間の時間的ギャップを埋めるためにバッファストレージ（例：圧縮空気エネルギーストレージ、CAES）が必要です。間隙塩水をCAESに置き換えると、電気弾性特性と密度が変化するため、マルチ地球物理学的アプローチの適用が正当化されます。この数値研究では、弾性フル波形インバージョン（FWI）、電気抵抗トモグラフィー（ERT）、過渡電磁誘導（TEM）、重力の技術を適用して、北ドイツの深部貯留層内のCAESと浅部地下水帯水層での漏出の可能性を検出および監視します。CAES貯留層と漏出のさまざまな地下モデルシナリオについて、合成データセットが生成され、初期モデルの制約を使用してインバージョンされます。結果は主に、適用したアプローチが深部塩水貯留層と浅部地下水帯水層のCAESプルームを解像できることを示しています。漏出のERT解像度は、個別の地表調査とボーリングホール調査と比較して、地表とボーリングホールの組み合わせ調査で大幅に向上します。応用重力法は、CAES プルームによって引き起こされる質量欠損に対して非常に敏感です。この法の検出能力の限界は、現代のマイクロ重力計の精度範囲をわずかに上回る振幅の異常を引き起こす最小の CAES 体積によって決まります。FWI 法は、背景帯水層内の再構成された ΔVp、ΔVs、および Δdb トモグラムの異常によって、浅い CAES 漏洩をマッピングできます。ただし、これらのトモグラムには、主にデータ内のレイリー波の優位性に関連する反転アーティファクトとスミアリング効果が含まれています。明らかに、応用された複数の法は、互いに補完し、確認します。CAES プルームは、大きな質量欠損と中程度の抵抗率上昇を引き起こすため、重力法と FWI 法に対してより敏感です。制約付き反転を適用すると、解釈の曖昧さが最小限に抑えられ、CAES 飽和を定量化するために適切な岩石物理学的方程式に適用できる、ほぼ現実的な電気弾性パラメータを回復するのに役立ちます。