地質碳儲存中井底壓力與CO2羽流預測的邊界條件保真度研究
該研究評估了十種縮減域邊界處理對地質碳儲存中井底壓力（BHP）和CO2羽流預測準確性的影響。結果表明，保留角點孔隙體積最為關鍵；均勻處理會導致顯著誤差，而角點校正可大幅提升精度。漸變修正結合傳導率校正表現最佳，BHP歸一化均方根誤差低於3.7%，羽流交併比超過0.97。
準確預測井底壓力（BHP）和CO2羽流遷移對於安全的地質碳儲存至關重要。然而，實際模擬常依賴於截斷域，其中人工邊界會扭曲壓力擴散和CO2飽和度分佈。一項新研究系統評估了邊界條件保真度對BHP和CO2羽流預測的影響，透過在均質和非均質儲層中比較十種縮減域邊界處理與全域參考模擬。
研究人員測試了均勻孔隙體積乘子、傳導率修正量、角點校正孔隙體積修正、分層修正和漸變修正等方法，並使用BHP均方根誤差（RMSE）、歸一化均方根誤差（NRMSE）、峰值壓力偏差和羽流交併比（IoU）作為效能指標。結果顯示，保留角點孔隙體積是截斷域建模最重要的要求。均勻處理忽略角點儲存，導致較大壓力誤差：在均質模型中BHP RMSE為362至382 psi，非均質模型中為250至304 psi，羽流IoU約0.80至0.84，表示約16%至20%的羽流面積被錯誤表徵。
角點校正場景顯著降低了壓力誤差，並將羽流IoU提升至0.94以上。然而，傳導率修正並非普遍有益：在均質儲層中，均勻傳導率調整改善了壓力保真度；但在非均質儲層中，它可能過度限制變滲透率邊介面的流動，增加BHP誤差並收縮預測羽流。研究發現，採用傳導率校正的漸變修正提供了最一致的表現，在兩種儲層型別中均實現了低於3.7%的BHP NRMSE和高於0.97的羽流IoU。
該研究為地質碳儲存模擬中邊界條件的處理提供了重要指導，有助於提高預測的準確性和可靠性。未來工作可進一步探索更復雜的儲層條件和實際應用場景。