In den letzten Jahren hat die weltweite Besorgnis über Treibhausgasemissionen zu einem erheblichen Interesse an der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) als Möglichkeit zur Eindämmung des Klimawandels geführt, mit der sich die vom Menschen verursachten CO₂-Emissionen reduzieren lassen. Dies wird erreicht, indem CO₂ aus Emissionsquellen abgeschieden und aufgefangen und anschließend in den Untergrund injiziert und dort gespeichert wird. CCS erfordert jedoch die sichere Speicherung von CO₂ in geologischen Formationen über einen Zeitraum von mehreren tausend Jahren. Verschiedene geochemische und geophysikalische Verfahren wie z. B. die Zeitraffer-Seismik ermöglichen die Überwachung der regionalen Verteilung von CO₂ im Gasspeicher, der Integrität der Abdichtung und der Druckentwicklung als Reaktion auf die Einleitung und können daher zur Überprüfung der Speicherkondition und als wertvolle Instrumente für die Integritätsüberwachung eingesetzt werden.
Anwendungsbeispiel:
Im Rahmen des von der EU finanzierten DigiMon-Projekts wurde im September 2021 eine CO₂-Injektion im SINTEF Field Lab in Svelvik, Norwegen, mittels seismischer P-Wellen-Tomographie überwacht. Eine Basisuntersuchung bildete den Untergrund ab und zeigte abwechselnde Sand- und Schluffschichten sowie eine dichtere Tonschicht in einer Tiefe von ewta 36 m. Über einen Zeitraum von sechs Tagen wurde CO₂ mit nierdigen Druck in einer Tiefe von ca. 65 m injiziert, wobei tägliche Tomographieuntersuchungen die Ausbreitung des Plumes verfolgten. Die Zeitraffer-Seismikdaten zeigten deutlich die Ansammlung von CO₂ unterhalb der Tonschicht, Bereiche mit Bewegung und Veränderungen in der Konzentration. Diese dynamische Überwachung liefert Echtzeit-Einblicke in die CO₂-Ausbreitung und hilft dabei, bevorzugte Strömungswege zu visualisieren und CCS-Projekte zu optimieren.
Differenztomogramme zeigen die Entwicklung der CO₂-Verteilung über 6 Tage
