アンサンブルカルマンフィルターを用いたトレーサー試験データの逐次同化によるフラクチャーの同定

摘要

逐次型データ同化手法の一つであるアンサンブルカルマンフィルターの貯留層特性解析への適用可能性を議論する。既往研究において，坑井で観測される含水率データがモデル変数の修正に反映されない点が指摘されており，本研究では簡便な問題設定上で解決策を開発·提唱する。十分な開口幅の単一プラクチャーを含む均質な多孔質媒体を仮定，複素変数境界要素法でトレーサー試験を再現する。得られた結果を観測データとみなし，アンサンブルカルマンフィルターを用いた最適化分析によってフラクチャーの同定を行う。従来の適用手法では観測変数として流出するトレーサー濃度を用いるのが一般的であるが，初期アンサンブルによってトレーサー流出後のデータがフラクチャ一位置の修正に反映されない区間が存在し，正確な同定が行われなかった。また，当該区間の存在しない初期アンサンブルの場合でも，観測データの対応性が悪く，正確な同定が行われないことがあった。そこで，累積トレーサー流出量に対応する時刻を観測変数とすることで，トレーサー流出後の全観測データを的確に同化させるとともに，観測データの対応性を改善し，初期アンサンブルに依存せず正確な同定を可能にした。