في خطوة مثيرة نحو تعزيز كفاءة عمليات تخزين الكربون الجيولوجي، تم تطوير نموذج جديد يحمل اسم "نموذج أوتوماتيكي متعدد الأبعاد" (Multimodal Auto-regressive Transformer Surrogate). يعتمد هذا النموذج على استراتيجيات حقن متغيرة من أجل تحسين العمليات، مما يساعد في التغلب على الغموض الجيولوجي الذي قد يعيق الأداء الفعال.

تطور الدراسة الجديدة يرتكز على نموذج "SEAM CO2 الجيولوجي المعدل" (Modified SEAM CO2 Geomodel)، الذي يتضمن نظامًا معقدًا من الشقوق وثلاثة طبقات من الأحواض المائية. يتم حقن المياه من خلال بئرين على مراحل، مما يسمح بتحكم دقيق في تدفق المياه من الأسفل إلى الأعلى. أُعتمدت هذه الحلقات كمتغيرات تحكم لمزيد من الدقة.

يوفر النموذج الفريد القدرة على معالجتين ثلاث مدخلات رئيسية، بما فيها نموذج الجيولوجيا الثلاثي الأبعاد، والمعايير العددية التي تصف وظائف نفاذية السائل، بالإضافة إلى متغيرات التحكم، وذلك من خلال الترميز المنفصل. تندمج هذه المدخلات باستخدام تقنية "الانتباه الذاتي" (Self-Attention) في هيكل النموذج القائم على المحولات (Transformer).

عبر تدريب النموذج باستخدام 4000 محاكاة تدفق أيوني، تم تمكينه من تحقيق تنبؤات دقيقة بشأن مستوى التشبع والضغط في المواقع المحددة. كانت النتائج مثيرة للإعجاب، حيث حقق النموذج معدلات متوسط خطأ مطلق (MAE) لمستويات التشبع بمعدل 0.028، وأخطاء نسبية تتراوح بين 0.2-5% لبقية المتغيرات المهمة. بالإضافة إلى ذلك، أثبت النموذج قدرته على التكيف في التحكم بين معدلات التدفق وضغط قاع البئر.

استخدم النموذج بشكل مبتكر ضمن إجراء "إعادة تجميع البيانات" في سلسلة ماركوف الهرمية (Hierarchical Markov Chain Monte Carlo) مع نموذج حقيقي صناعي تحت ثلاثة استراتيجيات تشغيلية. لقد أدى ذلك إلى تقليل كبير في عدم اليقين لبعض المعلمات الرئيسية، خصوصًا النفاذية القادمة من الشقوق. كما أظهرت التنبؤات اللاحقة لمستويات التشبع والكتلة الكلية لثاني أكسيد الكربون المُحقن توافقًا جيدًا مع نتائج النموذج الحقيقي.

بتبني تلك الابتكارات، يمكن أن نتطلع لتحسينات مهمة في إدارة احتياطيات الكربون، وهو ما يعتبر خطوة حيوية نحو مستقبل أكثر استدامة في مواجهة التغير المناخي!