×

顺序全隐式(SFI)油藏模拟的不精确方法。 (英语) Zbl 1473.86008号

摘要:序列全隐式(SFI)方案由引入P.詹妮等[J.Comput.Phys.217,No.2,627-641(2006;Zbl 1160.76373号)]用于解决流和输运耦合问题。SFI的每个时间步长都由一个外环组成,其中有一个内牛顿环,用于隐式和顺序地解决压力和输运子问题。在标准SFI中,子问题通常在每次外部迭代时以严格公差解决。这可能会导致浪费计算,导致耦合解决方案的进展甚微。这个问题被称为“过度解决”。我们的目标是最大限度地降低内部求解器的成本,同时保持SFI的收敛速度。我们首先扩展了第一作者和H.A.Tchelepi先生【计算方法应用机械工程352、246–275(2019;Zbl 1441.76080号)]以确保稳健的外环收敛。然后我们开发了非精确类型的方法来缓解“过度解决”。研究发现,不需要一个子问题追求完美,而由于另一个子问题,耦合(外部)残差仍然很高。新的SFI求解器使用了几个复杂的案例进行了测试。这些问题涉及多相和基于EoS的成分流体系统。我们比较了不同的策略,例如内部解算器的绝对公差和相对公差的固定松弛,以及自适应方法。结果表明,基本SFI方法效率很低。除了耦合解算器之外,内部解算器中获得的额外精度被浪费了,导致整体外部残差几乎没有或根本没有减少。相比之下,自适应不精确方法为子问题的当前收敛状态提供了足够的相对容差。我们表明,在广泛的流动条件下,新的求解器可以有效地解决过度求解问题,从而大大提高整体效率。

MSC公司:

86-08 地球物理问题的计算方法
76-10年 流体力学问题的数学建模或模拟

软件:

MRST公司安德森
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Acs,G。;Doleschall,S。;Farkas,E.,通用成分模型,Soc.Pet。《工程师杂志》,25,4,543-553(1985)·网址:10.2118/10515-PA
[2] 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259-290页(1982)
[3] 阿齐兹,K。;Settari,A.,《石油油藏模拟》(1979),伦敦:查普曼和霍尔出版社,伦敦
[4] Baker,L.E.:三相相对渗透率相关性。摘自:SPE提高石油采收率研讨会。石油工程师协会(1988年)
[5] Birken,P.,不精确定点格式的终止准则,数值线性代数及其应用,22,4,702-716(2015)·Zbl 1363.65091号 ·doi:10.1002/nla.1982年
[6] Brenier,Y。;Jaffré,J.,《油藏模拟中多相流的上游差异》,SIAM J.Numer。分析。,28, 3, 685-696 (1991) ·Zbl 0735.76071号 ·数字对象标识代码:10.1137/0728036
[7] 曹,H.:通用模拟器技术的发展。斯坦福大学博士论文(2002)
[8] Coats,KH,状态方程组分模型,Soc.Pet。Eng.J.,20,5363-376(1980年)·数字对象标识码:10.2118/8284-PA
[9] Coats,KH,关于IMPES和一些基于IMPES的模拟模型的注释,SPE J.,5,3,245-251(2000)·doi:10.2118/65092-PA
[10] 柯林斯,DA;Nghiem,LX;李,YK;Grabonstotter,JE,利用状态方程进行自适应隐含成分模拟的有效方法,SPE油藏工程,7,2,259-264(1992)·网址:10.2118/15133-PA
[11] Christie,M.A,Blunt,M.J.:第十个SPE比较解决方案项目:升级技术的比较。摘自:SPE油藏模拟研讨会。石油工程师学会(2001)
[12] 丹博,RS;南卡罗来纳州艾森斯塔特;Steihaug,T.,不精确牛顿法,SIAM J.Numer。分析。,19, 2, 400-408 (1982) ·Zbl 0478.65030号 ·doi:10.1137/0719025
[13] 道森,中国;克利,H。;惠勒,MF;Woodward,CS,采用预处理Newton-Krylov解算器的两相流并行、隐式、以单元为中心的方法,计算。地质科学。,1, 3, 215-249 (1997) ·Zbl 0941.76062号 ·doi:10.1023/A:1011521413158
[14] 德鲁特,J。;Souto-Iglesias,A。;Van Paepegem,W。;Annerel,S。;布鲁格曼,P。;《弹性结构与自由表面流相互作用的分区模拟》,《计算机方法应用》。机械。工程,199,33,2085-2098(2010)·Zbl 1231.74107号 ·doi:10.1016/j.cma.2010.02019
[15] 南卡罗来纳州艾森斯塔特;Walker,HF,《用不精确牛顿法选择强迫项》,SIAM J.Sci。计算。,17, 1, 16-32 (1996) ·Zbl 0845.65021号 ·数字对象标识代码:10.1137/0917003
[16] 加里波夫,TT;托明,P。;Rin,R。;沃斯科夫,DV;Tchelepi,HA,油藏模拟统一热-复合-力学框架,计算。地质科学。,22, 4, 1039-1057 (2018) ·Zbl 1401.86012号 ·doi:10.1007/s10596-018-9737-5
[17] 哈吉贝吉,H。;Tchelepi,HA,《成分多尺度有限体积公式》,SPE J.,19,2,316-326(2014)·doi:10.2118/163664-PA
[18] 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, 2, 627-641 (2006) ·Zbl 1160.76373号 ·doi:10.1016/j.jcp.2006.01.028
[19] 詹妮·P。;谢列皮,HA;Lee,SH,S型通量函数双曲守恒律的无条件收敛非线性解算器,J.Compute。物理。,228, 20, 7497-7512 (2009) ·Zbl 1391.76553号 ·doi:10.1016/j.jcp.2009.06.032
[20] 姜杰。;Younis,RM,用于重力耦合多相流和输送的高效含C1相位迎风(C1-PPU)方案,Adv.Water Resour。,108, 184-204 (2017) ·doi:10.1016/j.advwatres.2017.07.028
[21] 姜杰。;Tchelepi,HA,多孔介质中耦合流动和传输的顺序全隐式(SFI)方法的非线性加速,计算。方法应用。机械。工程,352,246-275(2019)·兹比尔1441.76080 ·doi:10.1016/j.cma.2019.04.030
[22] Klie,H.M.:求解耦合非线性抛物方程大系统的Krylov-secant方法。德克萨斯州休斯顿莱斯大学计算与应用数学系博士论文(1996)
[23] Klie,H.,Wheeler,M.F.:加速求解完全隐式公式的Krylov-secant方法。摘自:SPE油藏模拟研讨会。石油工程师学会(2005)
[24] 库特勒,美国。;Wall,WA,具有动态松弛的固定点流体-结构相互作用求解器,计算。机械。,43, 1, 61-72 (2008) ·Zbl 1236.74284号 ·doi:10.1007/s00466-008-0255-5
[25] Kozlova,A.,Li,Z.,Natvig,J.R.,Watanabe,S.,Zhou,Y.,Bratvedt,K.,Lee,S.H.:一个真实的多尺度黑油油藏模拟器。SPE期刊(2016)
[26] Lee,SH;沃尔夫斯泰纳,C。;Tchelepi,HA,多孔介质中多相流的多尺度有限体积公式:可压缩、重力三相流的黑油公式,计算。地质科学。,12, 3, 351-366 (2008) ·Zbl 1259.76049号 ·doi:10.1007/s10596-007-9069-3
[27] Lee,SH;尤芬迪耶夫。;Tchelepi,HA,具有重力的非线性两相流的混合逆风离散化,高级水资源。,82, 27-38 (2015) ·doi:10.1016/j.advwatres.2015.04.007
[28] Lee,SH;Efendiev,Y.,C1-多孔介质中三相流的连续相对渗透率和混合迎风离散化,Adv.Water Resour。,96, 209-224 (2016) ·doi:10.1016/j.advwatres.2016.07.017
[29] 李,KA;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, 2, 297-322 (2012) ·Zbl 1348.86002号 ·doi:10.1007/s10596-011-9244-4
[30] 李,KA;莫纳,O。;纳特维格,JR;科兹洛娃,A。;Bratvedt,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,计算地球科学,21,5-6,981-998(2017)·doi:10.1007/s10596-017-9627-2
[31] 李,B。;Tchelepi,HA,存在粘性、浮力和毛细管力的多孔介质中多相传输的非线性分析,J.Compute。物理。,297, 104-131 (2015) ·Zbl 1349.76820号 ·doi:10.1016/j.jcp.2015.04.057
[32] Li,J.,Wong,Z.Y.,Tomin,P.,Tchelepi,H.:多段耦合井的顺序隐式牛顿法。摘自:SPE油藏模拟会议。石油工程师学会(2019)
[33] 莫纳,O。;Lie,KA,可压缩黑油模型的多尺度约束光滑基方法,SPE J.,21,6,2-079(2016)·doi:10.2118/173265-PA
[34] 莫纳,O。;Tchelepi,HA,等温状态方程组分问题的质量守恒序贯隐式多尺度方法,SPE J.,23,6,2-376(2018)·网址:10.2118/182679-PA
[35] Moncorgé,A。;Tchelepi,HA;Jenny,P.,《使用自然变量进行成分模拟的顺序全隐式公式》,J.Compute。物理。,371, 690-711 (2018) ·Zbl 1415.76725号 ·doi:10.1016/j.jcp.2018.05.048
[36] Moncorgé,A.,Möyner,O.,Tchelepi,H.A.,Jenny,P.:连续全隐式多尺度成分模拟的一致上卷。计算。地质科学。,1-18 (2019) ·Zbl 1434.76128号
[37] Rin,R.,Tomin,P.,Garipov,T.,Voskov,D.,Tchelepi,H.:多物理问题的一般隐式耦合框架。摘自:SPE油藏模拟会议。石油工程师学会(2017)·Zbl 1401.86012号
[38] 斯伦贝谢:ECLIPSE 2013.2技术说明(2013)
[39] 塞内卡尔,JP;Ji,W.,《在多物理模拟中缓解过度求解的方法》,国际期刊数值。方法工程,112,6,503-528(2017)·doi:10.1002/nme.5516
[40] 特拉根斯坦,JA;Bell,JB,《石油油藏模拟黑油模型的数学结构》,SIAM J.Appl。数学。,49, 3, 749-783 (1989) ·Zbl 0669.76125号 ·数字对象标识代码:10.1137/0149044
[41] 特拉根斯坦,JA;贝尔,JB,《组分油藏模拟的数学结构》,SIAM J.Sci。统计计算。,10, 5, 817-845 (1989) ·Zbl 0672.76103号 ·doi:10.1137/0910049
[42] 沃斯科夫,DV;Tchelepi,HA,基于双相多组分EoS模拟的非线性公式比较,J.Pet。科学。工程,82,101-111(2012)·doi:10.1016/j.petrol.2011.10.12
[43] Watts,J.W.:压力和饱和度方程的组成公式。SPE(石油工程师学会)储备工程(美国)(1)3(1986)
[44] Walker,HF;Ni,P.,Anderson定点迭代加速度,SIAM J.Numer。分析。,49, 4, 1715-1735 (2011) ·Zbl 1254.65067号 ·数字对象标识码:10.1137/10078356X
[45] Watanabe,S.,Li,Z.,Bratvedt,K.,Lee,S.H.,Natvig,J.:在多尺度水库模拟器中采用混合迎风离散化的稳定多相非线性输运求解器。摘自:ECMOR XV-15第十五届欧洲石油开采数学会议(pp.cp-494)。欧洲地球科学家和工程师协会(2016)
[46] Younis,R.,Aziz,K.:下一代模拟器开发的并行自动可区分数据类型。在:SPE油藏模拟研讨会。石油工程师学会(2007)
[47] 尤尼斯,R。;谢列皮,HA;Aziz,K.,《始终收敛的自适应局部连续-牛顿方法-非线性解算器》,SPE J.,15,2,526-544(2010)·doi:10.2118/119147-PA
[48] Zhou,Y.,Tchelepi,H.A.,Mallison,B.T.:使用多点离散方案在非结构网格上进行成分模拟的自动微分框架。摘自:SPE油藏模拟研讨会。石油工程师学会(2011)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。