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干渉SARの地表面変位観測を利用したCO₂貯留層の圧力推定と数値モデリング

山本 肇^＊１・大沼 巧^＊２・熊谷 司^＊３・Jonny Rutqvist^＊４

二酸化炭素回収・貯留技術（CCS）では，地中に圧入したCO₂の挙動を高頻度かつ低コストでモニタリングする手法の確立が望まれている．近年，人工衛星の合成開口レーダーの差分干渉技術（DInSAR）による地表面変位観測技術が発達し，地表地形の立体的変動をmm単位で面的に観測できるようになっている．地表面変動が地下貯留層の流体圧力変化を反映していることに着目すると，DInSARで観測される地表面変位分布データを流体−地盤変形問題として逆解析することで，貯留層内の流体圧力や水理特性の分布を推定できる可能性が考えられる．今回，アルジェリアのプロジェクトで取得された干渉SARによる地表面変位の観測データを対象に，多孔質弾性体理論に基づく自動逆解析手法により貯留層圧力を推定した．さらに，３次元の多相流体−応力・変形連成解析モデルを構築し，逆解析結果から示唆される貯留層の不均質性を反映しつつ，実測の変位分布の再現を試みた．

＊１ 技術センター 土木技術研究所 地盤・岩盤研究室
＊２ （株）地球科学総合研究所
＊３ 日揮（株）
＊４ ローレンスバークレー国立研究所

Coupled Fluid-flow and Geomechanical Modeling of CO₂ Reservoir Utilizing Inversion of Pressure and Surface Deformation Detected by DInSAR

Hajime YAMAMOTO^*1, Takumi ONUMA^*2, Tsukasa KUMAGAI^*3 and Jonny RUTQVIST^*4

CCS (carbon dioxide capture and storage) is a promising approach for reducing greenhouse gases emission in the atmosphere. Carbon dioxide (CO₂) is captured from large emission sources and injected into reservoirs, such as deep saline aquifers. DInSAR (differential interferometric synthetic aperture radar) is a promising remote-sensing technique for measuring in remarkable detail the spatial surface deformations that occur when reservoirs undergo pressurization during CO₂ injection. We performed a coupled inversion of reservoir pressure and surface deformation detected by DInSAR at the In Salah geologic CO₂ storage project in Algeria. The estimated pressure corresponded well with the values reported in the literature. A series of fluid-flow and geomechanical simulations were then performed. These simulations quantitatively and accurately reproduced the time evolution of surface displacements detected using DInSAR. The temporal and spatial changes of reservoir pressure estimated by the technique may offer a unique opportunity to calibrate spatial permeabilities (e.g., low-permeability barriers) in reservoir models.