本发明专利技术公开一种用于分割代表烃储层的网格的方法。网格由多个单元构成。创建节点和边缘的连接性图。多个单元中的每个由节点代表。边缘连接相邻节点。指定不应由分割算法切割的边缘。由指定边缘连接的节点归并成超节点。用连接非归并节点与超节点的第二边缘替代连接归并节点和非归并节点的第一边缘。连接性图与超节点和替代边缘一起用来分割网格。归并到超节点的节点在分割期间维持在单个子域中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术公开一种用于分割代表烃储层的网格的方法。网格由多个单元构成。创建节点和边缘的连接性图。多个单元中的每个由节点代表。边缘连接相邻节点。指定不应由分割算法切割的边缘。由指定边缘连接的节点归并成超节点。用连接非归并节点与超节点的第二边缘替代连接归并节点和非归并节点的第一边缘。连接性图与超节点和替代边缘一起用来分割网格。归并到超节点的节点在分割期间维持在单个子域中。【专利说明】相关申请的交叉参考本专利技术要求美国临时专利申请61/487，104的权益，该申请提交于2011年5月17日，标题为“” (METHOD FOR PARTITIONINGPARALLEL RESERVOIR SIMULATIONS IN THE PRESENCE OF WELLS)，其全部内容包括在此作为参考。
公开的方面和方法学涉及储层仿真，并更具体涉及用于在并行计算系统上将油或气储层三维建模的方法。
技术介绍
本节意图介绍可以与所公开技术和方法学的方面关联的本领域的各种方面。在本节中讨论的参考文献可以在下文中涉及。包括参考文献的该讨论相信能够帮助提供框架从而促进本公开特别方面的更优理解。因此，本节应据此阅读并且不必需作为现有技术的承认来阅读。油气储层的基于计算机的仿真是用来预测随时间推移的储层性能和地面设施例如流体管线、压缩机和分离机的状态的工具。储层仿真的目标是了解基础地质学的流体模式，从而最优化从一组井和地面设施生产烃。仿真模型的大小和复杂度已随着如由摩尔定律预测的计算能力的提高的可用性成比例增长。现在的复杂仿真模型可以使用并行计算系统和/或算法从而以合理时间得到仿真结果。储层仿真是一类计算流体动态仿真，其中支配流过多孔介质和连接设施网络的多相、多成分流体流动的一组偏微分方程(PDE)可以被近似并求解。这是其中最优化特别烃生产策略的迭代的、时间步进过程。储层仿真器在代表储层岩石、井和地面设施网络的结构化或(非结构化)网格上将基础PDE离散化。状态变量，例如压力和饱和度在每个网格框定义。求解过程的离散化的选择和隐性程度变化，但一般说来全部选择生成仿真工作流程，其一般性示例在图1中示出并一般表示为参考号20。在方框22，工作流程通过解析可以包括问题公式的用户输入数据开始，并且将地质模型离散化到网格框，其中物理性质在每个网格框定义。物理性质可以包括岩石(例如可渗透性)和流体性质。在解析用户输入数据之后，储层仿真器按时间步进直到达到希望长度的时间。在每个时步，在方框24井管理计算地面设施和井的当前状态。在方框26这些值与在每个网格框的状态变量的值一起用来创建对应的雅克比矩阵，在方框28中线性解算器使用该雅可比矩阵迭代地(方框30)生成所关注物理性质，例如压力和饱和度的更新(方框32)。一旦结果生成或获得(方框34)，过程在下个时步重复(方框36)。仿真过程的并行化通过将每个时步的个别组件并行化来实现。为实现并行计算系统的有效利用，仿真模型应在运行时间跨并行计算机或计算机集群的存储器分布，因此计算负载被均匀平衡并且处理器间通信的量被最小化。因此，分割是向不同计算单元(核心、处理器、中央处理单元、图形处理单元等)分配数据的过程。基于数值公式、实际输入数据和用户提供选项，每个组件可以需要不同的途径以并行化。在储层仿真器中，两种主要类型的并行化中的一种是基于任务的并行化，其中计算被分成并行独立运行的子任务。例如，在井管理中，一组操作可以对于可以相互独立执行的一组井计算。因此，每个计算单元可以独立于其他计算单元执行操作。基于网格的并行化是在储层仿真器中使用的并行化的第二主要类型，并且可以采用雅可比构造和性质计算。在构造雅可比构造的计算过程中，具有对应导数的岩石和流体性质在每个网格框被计算。该类型并行化用于不取决于相邻网格框或为计算需要全局通信的计算。汽-液平衡(VLE)计算是可以使用雅可比构造的计算的示例。如果VLE仿真计算模型使用黑油流体表征，那么由于黑油VLE计算的线性性质，闪蒸计算所需要的计算工作量与仿真单元数目粗略地成比例。另一方面，如果挑选复合流体模型，则在单个仿真单元内用于闪蒸计算的计算工作量取决于单元在相态空间中的位置。因此，计算工作量可以从单元到单元急剧变化。线性解算器是用来计算状态性质例，如压力或饱和度的更新的算法。线性解算器需要从一个子域(其是与每个计算单元关联的网格框)到另一子域相似的局部计算。然而，线性解算器也需要全局计算(雅可比构造不需要该全局计算)从而计算所关注状态变量的更新。分割对储层仿真的全部阶段都是重要的，而对并行线性解算器的效率是关键的。“良好的”分割具有三个主要目标:负载平衡、接口最少化和代数兼容性。良好负载平衡从一个计算单元到另一计算单元均匀分配计算工作。良好分割使分割之间的接口最少，因此将使用分割的算法所需要的通信成本最小化。最终，良好分割维护良好算术兼容性，这意味着分割应支持线性解算器的快速收敛。分割可以基于网格的连通(或连接性)图表(称为图)，即网格单元怎样相互连接，或基于线性系统的矩阵表现的连通图表。对于网格，对应于的邻近网格单元的图节点由图边缘连接。对于矩阵情况，矩阵的对角线元素代表图的节点，并且非零对角线外矩阵元素表示在对应节点之间的连接。除连接性图之外，分割算法可以考虑分配到图的节点和边缘的权重。通常，较大边缘权重意味着切割特别边缘并且对应节点由分割算法分割成分离子域的较小机会。影响并行线性解算器效率的一个因素是完全在单个计算单元中保存代表井孔(和近井区域)的未知量。当计算域分割成由并行计算系统的不同计算单元处理的子域时，子域的边界不应分割在井节点和储层节点之间的连接。否则线性解算器的收敛会动态地恶化。关于图分割公开的研究文章包括以下:J.D.Teresco, K.D.Devine和J.E.Flaherty，“Partitioning and Dynamic Load Balancing for the NumericalSolution of Partial Differential Equations (分割差分方程数值解的分割与动态负载平衡)，，，Numerical Solution of Partial Differential Equations on ParallelComputers (并行计算机上分割差分方程的数值解)中的章，2006，pp.55-88 ；以及B.Hendrickson 和 T.Kolda，“Graph Partitioning Models for Parallel Computing (并行计算的图分割模型)”，2000，Parallel Computing，v.26，pp.1519-1534。分割技术中的一些在软件中实施，例如:(a)METIS，如在 G.Karypis 和 V.Kumar，“A Fast and High QualityMultilevel Scheme for Partitioning Irregular Graphs (分割不规则图的快速高质量多级体系)”，1999, SIAM Journal on Scientific Computing, v.20, N0.1, pp.359-392中描述，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分割代表烃储层的网格的计算机实施方法，所述网格由多个单元组成，所述方法包括：创建节点和边缘的连接性图，其中所述多个单元中的每个由节点代表，并且其中边缘连接相邻节点；指定不应由分割算法切割的边缘；将由所指定边缘连接的节点归并成超节点；用连接非归并节点与所述超节点的第二边缘替代连接归并节点和所述非归并节点的第一边缘；以及将所述连接性图与所述超节点和所替代的边缘一起用来分割所述网格，其中归并到超节点的节点在分割期间维持在单个子域中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·马利亚索夫，
申请(专利权)人：埃克森美孚上游研究公司，
类型：
国别省市：
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