利用光纤布拉格光栅传感技术监测二氧化碳

把二氧化碳封存到地下，被认为是解决日益严重的温室效应的一种安全而有效的方法。如何应对二氧化碳在封存过程中存在的泄漏风险是一个棘手的难题。我国在二氧化碳驱替过程实时动态监测方面取得重要进展，有助于解决这一难题。

据新华社报道，中国科学院武汉岩土力学研究所宣布，该所科研人员首次利用光纤布拉格光栅传感技术对不同状态二氧化碳的驱替过程进行实时动态监测，揭示了在二氧化碳注入压力诱导下的应力场变化特征和运移前缘规律。据该研究负责人介绍，地下深部咸水层因具有分布广泛、储存量大等特点而被视为二氧化碳长期封存的最优场地。然而，由于储层应力场改变以及存在的天然裂缝、断层等地质结构、构造，二氧化碳在封存过程中存在泄漏风险。基于此，对二氧化碳运移过程进行实时监测成为国际学界的一个热门课题。

但是，此前的研究缺乏在封存条件下针对二氧化碳实时运移过程中应力场变化及运移前缘的同步监测。中国科学院武汉岩土力学研究所科研人员在实验室利用岩芯驱替夹持器模拟超临界二氧化碳的稳定驱替过程。实验结果表明，岩芯表面动态应变响应与二氧化碳注入压力相关且保持线性增长关系。据介绍，光纤布拉格光栅传感器是近年来发展起来的一种新型光纤传感器。该研究负责人说，依据实验中的光纤布拉格光栅测量结果可知，这种监测技术可观测二氧化碳流体运移路径及相应前缘信息，因而可应用于二氧化碳封存现场渗漏监测。