地质碳储存中井底压力与CO2羽流预测的边界条件保真度研究
该研究评估了十种缩减域边界处理对地质碳储存中井底压力（BHP）和CO2羽流预测准确性的影响。结果表明，保留角点孔隙体积最为关键；均匀处理会导致显著误差，而角点校正可大幅提升精度。渐变修正结合传导率校正表现最佳，BHP归一化均方根误差低于3.7%，羽流交并比超过0.97。
准确预测井底压力（BHP）和CO2羽流迁移对于安全的地质碳储存至关重要。然而，实际模拟常依赖于截断域，其中人工边界会扭曲压力扩散和CO2饱和度分布。一项新研究系统评估了边界条件保真度对BHP和CO2羽流预测的影响，通过在均质和非均质储层中比较十种缩减域边界处理与全域参考模拟。
研究人员测试了均匀孔隙体积乘子、传导率修正量、角点校正孔隙体积修正、分层修正和渐变修正等方法，并使用BHP均方根误差（RMSE）、归一化均方根误差（NRMSE）、峰值压力偏差和羽流交并比（IoU）作为性能指标。结果显示，保留角点孔隙体积是截断域建模最重要的要求。均匀处理忽略角点储存，导致较大压力误差：在均质模型中BHP RMSE为362至382 psi，非均质模型中为250至304 psi，羽流IoU约0.80至0.84，表示约16%至20%的羽流面积被错误表征。
角点校正场景显著降低了压力误差，并将羽流IoU提升至0.94以上。然而，传导率修正并非普遍有益：在均质储层中，均匀传导率调整改善了压力保真度；但在非均质储层中，它可能过度限制变渗透率边界面的流动，增加BHP误差并收缩预测羽流。研究发现，采用传导率校正的渐变修正提供了最一致的表现，在两种储层类型中均实现了低于3.7%的BHP NRMSE和高于0.97的羽流IoU。
该研究为地质碳储存模拟中边界条件的处理提供了重要指导，有助于提高预测的准确性和可靠性。未来工作可进一步探索更复杂的储层条件和实际应用场景。