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TitreSatellite interferometry for high-precision detection of ground deformation at a carbon dioxide storage site
AuteurSamsonov, S; Czarnogorska, M; White, D
Sourcevol. 42, 2015 p. 188-199, https://doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.07.034
Année2015
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20140435
ÉditeurElsevier
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.ijggc.2015.07.034
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf
ProvinceSaskatchewan
SNRC62E/03
Lat/Long OENS-103.1667 -103.0000 49.1667 49.0500
Sujetstélédétection; imagerie par satellite; déformation; gaz carbonique; stockage de gaz; stockage souterrain; stockage de gaz souterrain; gaz; géophysique; géologie de l'environnement
Illustrationslocation maps; satellite images; tables; histograms; plots
ProgrammeSaisi et entreposage de carbone, Géosciences environnementales
Résumé(non publié)
Au site de captage et de stockage du dioxyde de carbone Aquistore, situé dans le sud de la Saskatchewan, au Canada, on prévoit injecter du dioxyde de carbone (CO2) à des taux variables pouvant atteindre 1500 tonnes par jour. Le réservoir de stockage est constitué d'un intervalle de matériaux principalement détritiques saturé en saumure (formations de Deadwood et de Winnipeg), qui s'étend à une profondeur de 3150 à 3350 m. La déformation de la surface du sol à cet endroit fait l'objet d'une surveillance afin de relever les soulèvements provoqués par l'augmentation de pression ainsi que la possible migration ascendante de CO2 le long de failles et de fractures. La surveillance de la déformation est assurée par la technique d'interférométrie différentielle par radar à synthèse d'ouverture (D-InRSO) par satellite qui permet d'obtenir une précision du millimètre et une résolution spatiale de l'ordre du mètre sur l'ensemble du territoire sous surveillance. Au cours de la période de juin 2012 à octobre 2014, avant le début de l'injection de CO2, deux jeux de données haute résolution du satellite RADARSAT-2 en mode ascendant et deux autres en mode descendant ont été acquis et soumis à une analyse multidimensionnelle simultanée à l'aide de sous-ensembles d'images à courte ligne de base (Multidimensional Small Baseline (MSBAS)) pour produire des séries temporelles de la déformation selon un axe vertical et un axe horizontal (est-ouest) suivant un échantillonnage temporel de six jours, ce qui représente une fréquence quatre fois plus grande que l'intervalle de survol (24 jours) de chaque jeu de données individuel. Les deux années de surveillance avant le début de l'injection de CO2 ont permis de mesurer le champ de déformation produit par les processus naturels et anthropiques. Nous avons détecté une déformation de la surface du sol selon les axes vertical et horizontal à des vitesses de ±1,0 et ±0,5 cm/a avec une précision de l'ordre de 0,3 et 0,2 cm/a (2 sigma), respectivement. Les mouvements naturels (en configuration et en amplitude) pourraient s'apparenter aux signaux de déformation engendrés par une possible migration de CO2 le long de failles et de fractures. Nous avons élaboré des modèles d'analyse élastique et poroélastique pour estimer la déformation du sol qui résultera de l'injection de CO2. À cette fin, nous avons déterminé les propriétés des roches à partir de diagraphies géophysiques de puits et de mesures in situ de la température et de la pression. Dans le cas du modèle élastique, nous avons déterminé que la déformation maximale selon l'axe vertical, qui s'établit à 1,6 cm/a, sera confinée au pourtour du puits d'injection, alors que la déformation maximale selon l'axe horizontal, de l'ordre de 0,6 cm/a, se produira à 3 km du puits d'injection. Dans le cas du modèle poroélastique, plus réaliste, nous avons déterminé que la déformation maximale selon l'axe vertical ne dépassera pas 1,6 cm et celle selon l'axe horizontal sera inférieure à 0,1 cm/a sur l'ensemble du cycle d'injection de 25 ans. Selon ce modèle, le réseau de surveillance établi ne pourra détecter le déplacement horizontal prévu puisque son amplitude est inférieure au seuil de sensibilité de la méthode, alors que dans le cas du déplacement vertical, des sites de surveillance au sol devront être installés près du puits d'injection et à distance de celui-ci. L'échantillonnage temporel de six jours permet de déterminer les phases de soulèvement passagères. La stratégie proposée reposant sur l'utilisation de la technique MSBAS permet de surmonter les limitations de la technique D-InRSO classique, telles qu'une résolution temporelle sporadique et l'impossibilité d'isoler les composantes individuelles de la déformation à partir des données extraites de la ligne de visée, et peut être mise en oeuvre à d'autres sites de captage et de stockage du CO2 en milieu continental pour assurer la surveillance des opérations en se servant de données RSO aisément disponibles.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Nous avons conçu une méthodologie de suivi pour détecter la déformation du sol au site de stockage Aquistore Carbon en Saskatchewan (Canada) en utilisant un satellitte radar. De plus, nous avons produit des cartes de déformation des processus souterrains qui se produisent à cet endroit pour la période 2012-2014. Cette recherche peut être d'intérêt pour l'industrie et d'autres scientifiques spécialisés dans le stockage géologique du carbone.
GEOSCAN ID295827