Geomechanical responses of reservoirs to cold CO2 injection: implications for carbon capture and storage

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:The coupled poro-thermo-elastic analysis and P-T stability diagram offer a novel framework for geomechanical assessment of CCS sites.

🏢実務担当者:The P-T stability diagram can be used to define safe injection conditions and avoid fault reactivation in CCS projects.

🏛政策担当者:Regulators can consider requiring coupled thermo-mechanical analysis in CO2 storage permits to ensure containment integrity.

炭素回収・貯留の大規模化を可能にするためには、誘発地震動を最小化し、貯留層の封じ込めを維持するための堅牢な地力学リスク低減が不可欠である。従来のスクリーニング手法は通常、最大持続可能な注入圧力に焦点を当てるが、低温の超臨界CO2が高温の貯留層に注入されると、熱収縮により追加の応力擾乱が誘発され、断層安定性に重大な影響を及ぼす可能性がある。これは、オーストラリアのクーパー盆地など、地温勾配が高い堆積盆地に特に関連する。本研究では、連成ポロ-熱弾性解析を提示し、間隙圧と温度の擾乱が主応力に非対称に影響し、応力レジームによって異なる複雑なモール円の進化を生み出すことを実証する。この非対称性により、再活性化の影響を最も受けやすい断層方位は、初期条件ではなく破壊時の応力状態に依存し、従来の評価手法を複雑にする。この課題に対処するため、我々は圧力-温度（P-T）安定性ダイアグラムを導入する。これは、操業パラメータを再活性化閾値に直接結び付け、反復解析なしで安全な操業エンベロープの可視化と支配的な応力ペアの特定を可能にする。我々の知見は、間隙圧のみに焦点を当てた地力学解析は再活性化リスクを誤って評価する可能性があり、CO2貯留サイトの正確なスクリーニングには連成ポロ-熱弾性アプローチが不可欠であることを示している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

To enable the upscaling of carbon capture and storage, robust geomechanical derisking is essential for minimising induced seismicity and preserving reservoir containment. Conventional screening approaches typically focus on maximum sustainable injection pressures, yet when cold supercritical CO2 is injected into hot reservoirs, thermal contraction induces additional stress perturbations that may significantly impact fault stability. This is particularly relevant for basins with elevated geothermal gradients, such as Australia’s Cooper Basin. In this study, we present a coupled poro-thermo-elastic analysis demonstrating that pore pressure and temperature perturbations affect principal stresses asymmetrically, producing complex Mohr circle evolution that varies across stress regimes. This asymmetry means the fault orientation most susceptible to reactivation depends on the stress state at failure rather than initial conditions, complicating conventional assessment approaches. To address this challenge, we introduce a pressure–temperature (P-T) stability diagram that directly links operational parameters to reactivation thresholds, enabling visualisation of safe operating envelopes and identification of governing stress pairs without iterative analysis. Our findings indicate that geomechanical analyses focused solely on pore pressure may mischaracterise reactivation risk, and coupled poro-thermo-elastic approaches are essential for accurate screening of CO2 storage sites.

• crossref https://doi.org/10.1071/ep25046first seen 2026-05-14 23:46:08
• openalex https://doi.org/10.1071/ep25046first seen 2026-05-17 06:32:36 · last seen 2026-06-12 05:18:39