利用光纖布拉格光柵傳感技術(shù)監(jiān)測(cè)二氧化碳

把二氧化碳封存到地下，被認(rèn)為是解決日益嚴(yán)重的溫室效應(yīng)的一種安全而有效的方法。如何應(yīng)對(duì)二氧化碳在封存過程中存在的泄漏風(fēng)險(xiǎn)是一個(gè)棘手的難題。我國在二氧化碳驅(qū)替過程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面取得重要進(jìn)展，有助于解決這一難題。

據(jù)新華社報(bào)道，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所宣布，該所科研人員首次利用光纖布拉格光柵傳感技術(shù)對(duì)不同狀態(tài)二氧化碳的驅(qū)替過程進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，揭示了在二氧化碳注入壓力誘導(dǎo)下的應(yīng)力場(chǎng)變化特征和運(yùn)移前緣規(guī)律。據(jù)該研究負(fù)責(zé)人介紹，地下深部咸水層因具有分布廣泛、儲(chǔ)存量大等特點(diǎn)而被視為二氧化碳長(zhǎng)期封存的最優(yōu)場(chǎng)地。然而，由于儲(chǔ)層應(yīng)力場(chǎng)改變以及存在的天然裂縫、斷層等地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，二氧化碳在封存過程中存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)?；诖?，對(duì)二氧化碳運(yùn)移過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為國際學(xué)界的一個(gè)熱門課題。

但是，此前的研究缺乏在封存條件下針對(duì)二氧化碳實(shí)時(shí)運(yùn)移過程中應(yīng)力場(chǎng)變化及運(yùn)移前緣的同步監(jiān)測(cè)。中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所科研人員在實(shí)驗(yàn)室利用巖芯驅(qū)替夾持器模擬超臨界二氧化碳的穩(wěn)定驅(qū)替過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，巖芯表面動(dòng)態(tài)應(yīng)變響應(yīng)與二氧化碳注入壓力相關(guān)且保持線性增長(zhǎng)關(guān)系。據(jù)介紹，光纖布拉格光柵傳感器是近年來發(fā)展起來的一種新型光纖傳感器。該研究負(fù)責(zé)人說，依據(jù)實(shí)驗(yàn)中的光纖布拉格光柵測(cè)量結(jié)果可知，這種監(jiān)測(cè)技術(shù)可觀測(cè)二氧化碳流體運(yùn)移路徑及相應(yīng)前緣信息，因而可應(yīng)用于二氧化碳封存現(xiàn)場(chǎng)滲漏監(jiān)測(cè)。