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黑油模型的高阶高效重排序非线性Gauss-Seidel解算器。 (英语) Zbl 1434.86015号

摘要:全隐式方法是油藏模拟中解决黑油问题最常用的方法。该方法需要对大型非线性系统进行重复线性化,并产生条件不确定的线性系统。我们提出了一种减少计算时间的策略,它依赖于两个关键思想:(i)将流量和传输解耦为单独的子问题的顺序公式,以及(ii)传输问题的高效Gauss-Seidel解算器。此解算器使用胞间通量根据网格单元的上游邻居对网格单元重新排序,并将由于逆流流入本地簇而相互依赖的单元分组。然后可以依次求解单元和局部簇,从流入开始,逐渐向下移动,因为每个新单元或局部簇将仅依赖于已计算的上游邻居。总之,这为非线性求解过程提供了最佳定位和控制。该方法已成功应用于标准一阶有限体积离散化的实际问题。在这里,我们将这一思想扩展到全非结构化网格上的一阶dG方法。我们还通过将其应用于Norne油田的完整模拟模型,使用开源OPM流量模拟器的原型变体,展示了重新排序想法的概念验证。

MSC公司:

86-10 地球物理相关问题的数学建模或模拟
65层10 线性系统的迭代数值方法
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
86A05型 水文学、水文学、海洋学
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参考文献:

[1] Appleyard,J.R.,Cheshire,I.M.:隐式模拟器中加速收敛的级联方法。摘自:欧洲石油会议,第25-28页。伦敦石油工程师学会(1982),10.2118/12804-MS
[2] 贝尔,JB;特拉根斯坦,JA;Shubin,GR,描述多孔介质中三相流动的混合型守恒定律,SIAM J.应用数学。,46, 6, 1000-1017 (1986) ·Zbl 0614.76100号 ·doi:10.1137/0146059
[3] Berge,RL;克莱梅茨达尔;Lie,K-A,符合低维物体的非结构化voronoi网格,计算。《地质学》,23,1,169-188(2019)·Zbl 1411.65155号 ·doi:10.1007/s10596-018-9790-0
[4] Bratvedt,F。;Gimse,T。;Tegnander,C.,多孔介质流动的流线计算,包括重力,Transp。多孔介质,25,1,63-78(1996)·Zbl 0925.76753号 ·doi:10.1007/BF00141262
[5] Brenier,Y。;Jaffré,J.,油藏模拟中多相流的上游差异,SIAM J.数值分析。,28, 3, 685-696 (1991) ·Zbl 0735.76071号 ·数字对象标识代码:10.1137/0728036
[6] 马萨诸塞州克里斯蒂;Blunt,MJ,第十个SPE比较解决方案项目:放大技术的比较,SPE油藏评估。工程,4308-317(2001)·doi:10.2118/72469-PA
[7] Cockburn,B。;Shu,C-W,TVB runge-kutta局部投影非连续伽辽金有限元法,守恒定律ii:一般,数学。公司。,52, 186, 411-435 (1989) ·Zbl 0662.65083号
[8] Cockburn,B。;Shu,C-W,标量守恒律的Runge-Kutta局部投影p1-不连续伽辽金有限元法,ESAIM-Math。模型。数字,25,3,337-361(1991)·Zbl 0732.65094号 ·doi:10.1051/m2安/1991250303371
[9] Datta-Gupta,A.,King,M.J.:《流线模拟:理论与实践》,石油工程师学会教材系列第11卷(2007年)
[10] 艾克莫,B。;Lie,K-A;香港大乐;Eigestad,GT,断裂介质单连续体模型中平流输运的间断Galerkin方法,Adv Water Resour。,32, 4, 493-506 (2009) ·doi:10.1016/j.advwatres.2008年12月10日
[11] 格里斯,S。;Stüben,K。;布朗,GL;Chen博士。;Collins,DA,在完全隐式油藏模拟中有效应用代数多重网格的预处理,SPE J.,19,4,726-736(2014)·数字对象标识码:10.2118/163608-PA
[12] 詹妮·P。;Lee,SH;Tchelepi,HA,非均质多孔介质中多相流动和传输的自适应全隐式多尺度有限体积法,J.Compute。物理。,217,22627-641(2006年)·Zbl 1160.76373号 ·doi:10.1016/j.jcp.2006.01.028
[13] 克拉森,RA;拉斯穆森,AF;Stephansen,A.,《不规则几何体的速度插值和流线追踪》,计算。地质科学。,16, 261-276 (2012) ·Zbl 1254.65035号 ·doi:10.1007/s10596-011-9256-0
[14] Klemetsdal,Ø。S.,Berge,R.L.,Lie,K.-A.,Nilsen,H.M.,Möyner,O.:断层和复杂井储层的非结构化网格和一致离散化。摘自:SPE油藏模拟会议。石油工程师学会。10.2118/182666毫秒(2017年)
[15] Klemetsdal,Ø。S.,Möyner,O.,Lie,K.-A.:具有自适应界面缩放信赖域的鲁棒非线性牛顿解算器。SPE J.10.2118/195682-PA(2019年)
[16] Klemetsdal,Ø。S.,Möyner,O.,Lie,K.-A.:隐式高分辨率成分模拟,具有未知物的最佳排序和自适应空间细化。摘自:SPE油藏模拟会议,第10-11页。加尔维斯顿石油工程师学会(2019),10.2118/193934-MS
[17] 郭,F。;Tchelepi,H.,多孔介质中非线性多相流的基于势的约化牛顿算法,J.Compute。物理。,227, 1, 706-727 (2007) ·Zbl 1388.76258号 ·doi:10.1016/j.jcp.2007.08.012
[18] Lie,K.-A.:使用MATLAB/GNU倍频程进行油藏模拟简介:MATLAB油藏模拟工具箱(MRST)用户指南。剑桥大学出版社(2017)·兹比尔1425.76001
[19] Lie,K-A;克罗格斯塔德,S。;利加登,IS;Natvig,JR;HM尼尔森;Skaflestad,B.,复杂网格上一致离散化的开源MATLAB实现,计算。地质科学。,16, 297-322 (2012) ·Zbl 1348.86002号 ·doi:10.1007/s10596-011-9244-4
[20] 李,KA;纳特维格,JR;Nilsen,HM,《重力两相流动力学和算子分裂技术的讨论》,国际期刊数值。分析。国防部。,9, 3, 684-700 (2012) ·Zbl 1277.76119号
[21] Lie,K-A;HM尼尔森;拉斯穆森,AF;Raynaud,X.,基于拓扑排序和序列分裂的稠油油藏聚合物注入快速模拟,SPE J.,19,6,0991-1004(2014)·网址:10.2118/163599-PA
[22] Lie,K-A;莫纳,O。;Natvig,JR;科兹洛娃,A。;布拉特维特,K。;渡边,S。;Li,Z.,多尺度方法在真实油藏模拟环境中的成功应用,计算。地质科学。,21, 5, 981-998 (2017) ·doi:10.1007/s10596-017-9627-2
[23] Möyner,O.,基于近似信赖域的三相运输问题非线性求解器,计算。地质科学。,21, 5-6, 999-1021 (2017) ·Zbl 1396.76061号 ·doi:10.1007/s10596-017-9660-1
[24] 米勒,B。;Kummer,F。;Oberlack,M.,《通过动量传递在隐式域上进行高精度曲面和体积积分》,国际期刊Numer。方法。工程师,96,8,512-528(2013)·Zbl 1352.65083号 ·doi:10.1002/nme.4569
[25] Natvig,JR;Lie,K-A,用隐式间断Galerkin格式快速计算多孔介质中的多相流,具有最佳单元顺序,J Compute。物理。,227, 24, 10108-10124 (2008) ·Zbl 1218.76029号 ·doi:10.1016/j.jcp.2008.08.024
[26] Natvig,JR;Lie,K-A;艾克莫,B。;Berre,I.,多孔介质平流输运的一种有效的间断Galerkin方法,Adv.Water Resour。,30, 12, 2424-2438 (2007) ·doi:10.1016/j.advwatres.2007.05.015
[27] OPM:开放多孔介质(OPM)的起始剂。https://opm-project.org/ (2019)
[28] Rasmussen,A.F.,Lie,K.-A.:地层和非结构网格上流动诊断的离散化。摘自:第16届欧洲石油开采数学会议。欧洲地质科学家和工程师协会,加泰罗尼亚(2014),10.3997/2214-4609.20141844
[29] Shahvali,M.,Tchelepi,H.A.:强重力非线性多相流的有效耦合。摘自:SPE油藏模拟研讨会,2月18-20日。石油工程师学会,《林地》(2013),10.2118/163659-MS
[30] Sheth,S.M.、Younis,R.M.:通用全分辨率隐式油藏模拟的局部解算器。摘自:SPE油藏模拟会议。石油工程师学会(2017),10.2118/182691-MS
[31] 开放多孔介质(OPM)初始化:Norne数据集。https://github.com/OPM/OPM-data网站 (2019)
[32] 特拉根斯坦,JA;贝尔,JB,《石油油藏模拟黑油模型的数学结构》,SIAM J.应用数学。,49, 3, 749-783 (1989) ·Zbl 0669.76125号 ·数字对象标识代码:10.1137/0149044
[33] Trottenberg,U.,Oosterlee,C.W.,Schuller,A.:多重网格。学术出版社(2000)
[34] Watts,J.,压力和饱和度方程的组成公式,SPE油藏工程,1,3,243-252(1986)·网址:10.2118/12244-PA
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