專利名稱：用于多孔介質(zhì)中的流動(dòng)的迭代多尺度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及表征地下地層內(nèi)的流體流動(dòng)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的模擬器，尤其涉及使用多尺度方法來模擬地下地層內(nèi)的流體流動(dòng)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的模擬器。
背景技術(shù)：
諸如包含烴類物質(zhì)的地下儲層的天然多孔介質(zhì)通常是高度不均勻和復(fù)雜的地質(zhì)地層。雖然最近的進(jìn)展，尤其是在表征和數(shù)據(jù)集成方面的進(jìn)展已經(jīng)為越來越詳細(xì)的儲層模型創(chuàng)造了條件，但經(jīng)典模擬技術(shù)往往缺乏認(rèn)真對待這些結(jié)構(gòu)的精細(xì)尺度細(xì)節(jié)的能力。人們已經(jīng)開發(fā)出了各種多尺度方法來應(yīng)對這種分辨率差距。這些可以用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)的多尺度方法可被分類成多尺度有限元(MSFE，multi-scale finite-element)方法、混合多尺度有限元(MMSFE， mixed multi-scale finite-element)方法、禾口多尺度有限體積、(MSFV, multi-scale finite-volume)方法。這些方法旨在通過將系數(shù)的精細(xì)尺度變化并入粗尺度算子中來降低儲層模型的復(fù)雜性。這類似于以基于有效張量系數(shù)的粗尺度描述為目標(biāo)的升尺度方法； 然而，多尺度方法也允許從粗尺度壓力解中重構(gòu)精細(xì)尺度速度場。如果獲得通常MMSFE和 MSFV方法可以提供的守恒精細(xì)尺度速度場，那么可以將速度場用于在精細(xì)網(wǎng)格上求解飽和輸運(yùn)方程。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該懂得，對于多孔介質(zhì)中的流動(dòng)和輸運(yùn)所引起的問題， 守恒速度是輸運(yùn)計(jì)算所希望的。這些多尺度方法可被應(yīng)用于以降低的計(jì)算成本來計(jì)算近似解。多尺度解可以不同于在精細(xì)網(wǎng)格上利用相同標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值方案計(jì)算的參考解。雖然通過兩種可分離尺度表征的滲透率場通常隨著粗網(wǎng)格細(xì)化而收斂，但由于多尺度定域假設(shè)所帶入的誤差，這些方法在缺乏尺度分離的情況下可能不收斂。例如，對于粗單元，在存在諸如幾乎不可滲透頁巖層的不存在一般性精確定域假設(shè)的滲透率對比度高的大相干結(jié)構(gòu)的情況下，多尺度方法所帶入的誤差通常是顯著的。基于精細(xì)尺度問題的局部數(shù)值解并因此認(rèn)真對待所提供滲透率場的多尺度方法可被用于推導(dǎo)粗尺度問題的透過率。多尺度結(jié)果的質(zhì)量取決于用于求解局部精細(xì)尺度問題的定域條件。以前的方法應(yīng)用了諸如初始全局精細(xì)尺度解的全局信息來增強(qiáng)局部問題的邊界條件。然而，這些方法可能無法為相粘度比高、邊界條件經(jīng)常變化或油井速率可變的流體流動(dòng)問題提供數(shù)值。其它方法通過迭代改進(jìn)了粗尺度算子。例如，自適應(yīng)局部-全局(ALG， adaptive local-global)升尺度手段基于全局迭代來獲得自洽粗網(wǎng)格描述。最近，ALG也被用于在多尺度有限體元方法(ALG-MSFVE)中改進(jìn)局部邊界條件。雖然ALG方法被示出比局部升尺度方法更精確，并且經(jīng)過許多次迭代導(dǎo)致漸近解，但這些解通?？赡懿煌跇?biāo)準(zhǔn)精細(xì)尺度解，并且由ALG引起的誤差可能是問題相關(guān)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了模擬各向異性非均勻域的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的迭代多尺度方法和系統(tǒng)。例如，一種系統(tǒng)和方法可以配置成實(shí)現(xiàn)不能作出精確定域假設(shè)的結(jié)構(gòu)的模擬。迭代方法和系統(tǒng)通過在空間方向上應(yīng)用線松馳來促進(jìn)解場的平滑。迭代平滑過程可以應(yīng)用在少于所有的計(jì)算時(shí)步中。作為一個(gè)例子，一種系統(tǒng)和方法可以包括創(chuàng)建精細(xì)網(wǎng)格、粗網(wǎng)格和對偶粗網(wǎng)格；通過求解局部橢圓問題，在對偶粗網(wǎng)格的對偶粗控制體上計(jì)算對偶基函數(shù)；在粗網(wǎng)格的每個(gè)粗單元上積分橢圓壓力方程的源項(xiàng)；以及對于多個(gè)時(shí)步中的至少一個(gè)時(shí)步，使用迭代方法來計(jì)算壓力，其中，在所述至少一個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力可被用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)。作為另一個(gè)例子，提供了用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)的多尺度計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)和方法可以包括創(chuàng)建與地下儲層的地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的定義多個(gè)精細(xì)單元的精細(xì)網(wǎng)格、具有粗單元之間的界面的定義多個(gè)粗單元的粗網(wǎng)格、以及定義多個(gè)對偶粗控制體的對偶粗網(wǎng)格，所述粗單元是所述精細(xì)單元的集合，所述對偶粗控制體是所述精細(xì)單元的集合，并且具有界定所述對偶粗控制體的邊界。在本例中，所述基函數(shù)能夠通過求解局部橢圓問題而在所述對偶粗控制體上計(jì)算，并且能夠在每個(gè)粗單元上積分橢圓壓力方程的源項(xiàng)。所述精細(xì)網(wǎng)格可以是非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。對于多個(gè)時(shí)步中的至少一個(gè)時(shí)步，所述計(jì)算可以包括使用迭代方法來計(jì)算壓力。 在一個(gè)例子中，對于每次迭代，所述迭代方法可以包括將平滑方案應(yīng)用于來自前一次迭代的在精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解，以便提供平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力；使用所述平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力來計(jì)算校正函數(shù)；應(yīng)用包括所述校正函數(shù)的限制操作在粗網(wǎng)格上求解壓力；以及將拓展操作應(yīng)用于在粗網(wǎng)格上求解的壓力，以便重構(gòu)精細(xì)網(wǎng)格上的壓力的更新解。在至少一個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力可被用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)。在一個(gè)例子中，可以重復(fù)迭代方法的步驟直到精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解收斂。在另一個(gè)例子中，一種系統(tǒng)和方法可以在使用迭代方法來計(jì)算壓力之前，包括如下步驟通過將值設(shè)置成零來初始化精細(xì)網(wǎng)格的精細(xì)單元中的壓力值。精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解可以使用計(jì)算的基函數(shù)和積分的源項(xiàng)來計(jì)算。在又一個(gè)例子中，一種系統(tǒng)和方法可以包括在一個(gè)時(shí)步中以及在局部橢圓問題的遷移率系數(shù)的變化超過預(yù)定閾值的對偶粗控制體上，重新計(jì)算對偶基函數(shù)和校正函數(shù)。將平滑方案應(yīng)用于精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解的步驟可以包括應(yīng)用線松馳平滑操作。應(yīng)用線松馳平滑操作可以包括將具有三對角結(jié)構(gòu)的線性算子應(yīng)用于精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解， 以便提供線性方程組；以及使用托馬斯(Thomas)算法來求解所述線性方程組。一種系統(tǒng)和方法可以包括輸出或顯示在至少一個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力。作為另一個(gè)例子，用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)的多尺度計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法和系統(tǒng)可以包括在多個(gè)時(shí)步中使用有限體積法來計(jì)算一個(gè)模型。所述模型可以包括代表地下儲層中的流體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)變量，其中，代表流體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)變量的至少一個(gè)響應(yīng)于計(jì)算的基函數(shù)。所述計(jì)算可以包括通過求解局部橢圓問題，在對偶粗網(wǎng)格的對偶粗控制體上計(jì)算基函數(shù)；在粗網(wǎng)格的每個(gè)粗單元上積分橢圓壓力方程的源項(xiàng)；以及對于多個(gè)時(shí)步中的至少一個(gè)時(shí)步，使用迭代方法來計(jì)算壓力。來自包括在至少一個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力的所計(jì)算模型的結(jié)果可被用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)。對于每次迭代，所述迭代方法可以包括將平滑方案應(yīng)用于來自前一次迭代的在精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解，以便提供平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力；使用所述平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力來計(jì)算校正函數(shù)；使用校正函數(shù)在粗網(wǎng)格上求解壓力；以及使用在粗網(wǎng)格上求解壓力所得的結(jié)果來重構(gòu)在精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解。在一個(gè)例子中，所述平滑方案可以包括應(yīng)用~次平滑步驟， 其中，ns是大于1的正整數(shù)。在另一個(gè)例子中，在粗網(wǎng)格上求解壓力可以包括使用校正函數(shù)來計(jì)算粗網(wǎng)格上的壓力的線性方程組的右側(cè)，以及使用計(jì)算的粗網(wǎng)格上的壓力的線性方程組的右側(cè)來求解粗網(wǎng)格上的壓力。可以重復(fù)迭代方法的步驟直到精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解收斂。一種系統(tǒng)和方法可以包括輸出或顯示包括在至少一個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力的所計(jì)算模型。在另一個(gè)例子中，一種系統(tǒng)和方法可以包括在時(shí)步中以及在局部橢圓問題的遷移率系數(shù)的變化超過預(yù)定閾值的對偶粗控制體上，重新計(jì)算基函數(shù)和校正函數(shù)。在另一個(gè)例子中，所述系統(tǒng)和方法可以包括在源項(xiàng)超過預(yù)定極限的時(shí)步中重新計(jì)算校正函數(shù)。將平滑方案應(yīng)用于精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解的步驟可以包括應(yīng)用線松馳平滑操作，其包括將具有三對角結(jié)構(gòu)的線性算子應(yīng)用于精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解，以便提供線性方程組； 以及使用托馬斯算法來求解所述線性方程組。本發(fā)明還提供了用于使用模型來模擬地下儲層的地質(zhì)地層中的流體流動(dòng)中的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括駐留在存儲器中的一種或多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲代表精細(xì)網(wǎng)格、粗網(wǎng)格、對偶粗網(wǎng)格、和通過求解局部橢圓問題而在對偶粗控制體上計(jì)算的對偶基函數(shù)的數(shù)據(jù)；在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器上執(zhí)行的軟件指令，用于在至少兩個(gè)時(shí)步中使用有限體積法來計(jì)算所述模型；以及直觀顯示器，用于使用包括在至少兩個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力的所計(jì)算模型來顯示地下儲層的地質(zhì)地層中的流體流動(dòng)。所述模型可以包括代表地下儲層中的流體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)變量，其中代表流體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)變量的至少一個(gè)響應(yīng)于計(jì)算的基函數(shù)。所述計(jì)算可以包括通過求解局部橢圓問題而在對偶粗控制體上計(jì)算基函數(shù)；在每個(gè)粗單元上積分橢圓壓力方程的源項(xiàng)；以及對于至少兩個(gè)時(shí)步的至少一個(gè)時(shí)步，使用迭代方法來計(jì)算壓力。對于每次迭代，所述迭代方法可以包括將平滑方案應(yīng)用于來自前一次迭代的在精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解，以便提供平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力；使用所述平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力來計(jì)算校正函數(shù)；應(yīng)用校正函數(shù)在粗網(wǎng)格上求解壓力；以及使用在粗網(wǎng)格上求解壓力所得的結(jié)果來重構(gòu)精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解。作為使用這種技術(shù)的區(qū)域的例示，該技術(shù)可以與在地下儲層中作業(yè)，以便提高從地下儲層的地質(zhì)地層中生產(chǎn)儲層流體(例如，石油)的產(chǎn)量的方法一起使用。例如，一種系統(tǒng)和方法可以包括將取代流體注入地下儲層的地質(zhì)地層的一部分中；以及在根據(jù)執(zhí)行上述任何一種技術(shù)的步驟所得的結(jié)果導(dǎo)出的至少一個(gè)作業(yè)條件下，對地下儲層執(zhí)行儲層流體生產(chǎn)過程。作業(yè)條件的非限制性例子是取代流體注入速率、儲層流體生產(chǎn)速率、取代流體與儲層流體的粘度比、取代流體的注入地點(diǎn)、儲層流體的生產(chǎn)地點(diǎn)、取代流體飽和度、儲層流體飽和度、注入的不同孔隙體積處的取代流體飽和度、和注入的不同孔隙體積處的儲層流體飽和度。


圖1是用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)的示范性計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖2是示出放大的粗單元的2D網(wǎng)格域的示意圖；圖3A是示出2D基函數(shù)的表面圖形的例示；圖;3B是示出2D校正函數(shù)的表面圖形的例示；圖4是例示用在應(yīng)用迭代多尺度方法的儲層模擬器中的步驟的流程圖；圖5是例示用在應(yīng)用迭代多尺度方法的儲層模擬器中的多網(wǎng)格步驟的流程圖；圖6A是示出均勻域的2D網(wǎng)格的示意圖；圖6B是2D非均勻遷移率場的示意圖；圖7A是均勻各向同性域中的數(shù)值收斂歷史的例示；圖7B是非均勻各向同性域中的數(shù)值收斂歷史的例示；圖7C是均勻各向異性域中的數(shù)值收斂歷史的例示；圖7D是非均勻各向異性域中的數(shù)值收斂歷史的例示；圖8A是對于ns = 10和各種縱橫比，非均勻域中的收斂歷史的例示；圖8B是作為縱橫比的函數(shù)，針對ns在非均勻域中的收斂速率的例示；圖9A是作為ns的函數(shù)，針對各種縱橫比在非均勻域中的收斂速率的例示；圖9B是作為ns的函數(shù)，針對各種縱橫比在非均勻域中的有效收斂速率的例示；圖10是各種均勻各向同性域尺寸的收斂速率的例示；圖IlA是作為升尺度因子的函數(shù)，針對若干平滑步驟在非均勻域中的收斂速率的例示；圖IlB是作為升尺度因子的函數(shù)，針對各種縱橫比在非均勻域中的收斂速率的例示；圖12A-12D是示出各種角度的遷移率場的2D域的示意圖；圖13是示出具有長度q= 士 1/(ΔχΔγ)的源點(diǎn)和匯點(diǎn)的井的2D域的示意圖；圖14Α是針對各種縱橫比和平滑步驟，域中的收斂速率的例示；圖14Β是針對各種升尺度因子和平滑步驟，域中的收斂速率的例示；圖15A-15D是針對無流邊界條件和各種ns值，均勻各向同性域中的譜的例示；圖16A是顯示在圖15A中的譜的具有最大本征值的本征矢量的例示；圖16B是顯示在圖15A中的譜的相應(yīng)殘余的例示；圖16C是顯示在圖15C中的譜的具有最大本征值的本征矢量的例示；圖16D是顯示在圖15C中的譜的相應(yīng)殘余的例示；圖17A和17B是針對無流邊界條件和各種ns值，非均勻各向同性域中的譜的例示；圖18A是顯示在圖16A中的譜的具有十個(gè)最大本征值的本征矢量的相應(yīng)殘余的例示；圖18B是顯示在圖16B中的譜的具有十個(gè)最大本征值的本征矢量的相應(yīng)殘余的例不；圖19A是顯示在圖17A中的譜的具有最大本征值的本征矢量的例示；圖19B是顯示在圖17A中的譜的相應(yīng)殘余的例示；圖20A和20B是針對3D SPElO測試情況的頂層和底層，域中的滲透率場的例示；圖21A和21B是顯示在圖20A和20B中的滲透率場的收斂歷史的例示；圖22是顯示在圖20B中的滲透率場的收斂歷史的例示；圖23A是具有兩個(gè)幾乎不可滲透頁巖層的域的例示；圖2 是顯示在圖23A中的域的滲透率場的收斂歷史的例示；圖24A是針對3D SPElO測試情況的頂層，二相飽和度圖的精細(xì)尺度參考解的例示；圖24B是針對3D SPElO測試情況的頂層，二相飽和度圖的迭代多尺度解的例示；圖24C是針對3D SPElO測試情況的頂層，二相飽和度圖的原始多尺度有限體積解的例示；圖25A是針對顯示在圖23A中的具有兩個(gè)幾乎不可滲透頁巖層的域，二相飽和度圖的精細(xì)尺度參考解的例示；圖25B是針對顯示在圖23A中的具有兩個(gè)幾乎不可滲透頁巖層的域，二相飽和度圖的迭代多尺度解的例示；圖25C是針對顯示在圖23A中的具有兩個(gè)幾乎不可滲透頁巖層的域，二相飽和度圖的原始多尺度有限體積解的例示；以及圖沈例示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的示范性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式圖1描繪了用于使用模型來模擬地下儲層中的流體流動(dòng)的示范性計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的方塊圖。該系統(tǒng)利用多尺度物理來分析地下儲層內(nèi)的流體流動(dòng)。該系統(tǒng)可以包括進(jìn)行本文所討論的計(jì)算的計(jì)算模塊2。可以在過程4中，在如本文所討論的網(wǎng)格(例如，精細(xì)網(wǎng)格、粗網(wǎng)格、和對偶粗網(wǎng)格)的系統(tǒng)上進(jìn)行模型的計(jì)算?？梢栽谶^程6中，通過求解多孔介質(zhì)中的流體流動(dòng)的局部橢圓問題8，在對偶粗網(wǎng)格的對偶粗控制體上計(jì)算對偶基函數(shù)。該模型可以包括代表地下儲層中的流體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)變量 12，其中，這些變量中的至少一個(gè)響應(yīng)于計(jì)算的對偶基函數(shù)。在圖1中的過程10中，在每個(gè)粗單元上積分橢圓壓力方程的源項(xiàng)，以及在過程11 中，對于多個(gè)時(shí)步中的至少一個(gè)時(shí)步，如本文所討論的，使用迭代方法來計(jì)算壓力。在至少一個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力可被用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)。將多尺度有限體積(MSFV)方法用于計(jì)算該模型。MSFV方法的執(zhí)行可以包括通過求解橢圓問題，在對偶粗網(wǎng)格的對偶控制體上計(jì)算對偶基函數(shù)(在圖1中的過程6中)。
計(jì)算的結(jié)果可以是用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)的壓力，或包含用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)的、在至少一個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力的所計(jì)算模型。 計(jì)算的解或結(jié)果14可以顯示在各種部件上或輸出到各種部件，這些部件非限制性地包括直觀顯示器、用戶界面設(shè)備、計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)、監(jiān)視器、本地計(jì)算機(jī)或作為網(wǎng)絡(luò)的一部分的計(jì)算機(jī)。
為了說明MSFV方法的實(shí)施例，在分別在5^^1和5^^2上具有邊界條件7/フ = / 和P(X) = g的域上，考慮橢圓問題
權(quán)利要求
1.一種用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)的多尺度計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法包含 創(chuàng)建與地下儲層的地質(zhì)地層相關(guān)聯(lián)的定義多個(gè)精細(xì)單元的精細(xì)網(wǎng)格、具有粗單元之間的界面的定義多個(gè)粗單元的粗網(wǎng)格、以及定義多個(gè)對偶粗控制體的對偶粗網(wǎng)格，所述粗單元是所述精細(xì)單元的集合，所述對偶粗控制體是所述精細(xì)單元的集合，并且具有界定所述對偶粗控制體的邊界；通過求解局部橢圓問題在所述對偶粗控制體上計(jì)算基函數(shù)； 在每個(gè)粗單元上積分橢圓壓力方程的源項(xiàng)；以及使用迭代方法來計(jì)算壓力，對于每次迭代，所述迭代方法包含 (i)將平滑方案應(yīng)用于來自前一次迭代的在精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解，以便提供平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力；( )使用來自步驟(i)的所述平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力來計(jì)算校正函數(shù)；(iii)應(yīng)用包含來自步驟(ii)的校正函數(shù)的限制操作在粗網(wǎng)格上求解壓力；以及(iv)將拓展操作應(yīng)用于來自步驟(iii)的在粗網(wǎng)格上求解的壓力，以便重構(gòu)精細(xì)網(wǎng)格上的壓力的更新解；其中，使用迭代方法計(jì)算的壓力被用于模擬地下儲層中的流體流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，重復(fù)步驟(i)-(iv)，直到精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解收斂。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含輸出或顯示使用迭代方法計(jì)算的壓力。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包含步驟在使用迭代方法來計(jì)算壓力之前，通過將精細(xì)單元中的壓力值設(shè)置成零來初始化該值。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用計(jì)算的基函數(shù)和積分的源項(xiàng)來計(jì)算步驟(i)中的精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在多個(gè)時(shí)步執(zhí)行所述迭代方法，以及在局部橢圓問題的遷移率系數(shù)的變化超過預(yù)定閾值的對偶粗控制體上，在至少一個(gè)時(shí)步中重新計(jì)算對偶基函數(shù)和校正函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(i)的平滑方案包含應(yīng)用ns次平滑步驟，其中， ns是大于1的整數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，將平滑方案應(yīng)用于精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解的步驟包含應(yīng)用線松馳平滑操作，所述線松馳平滑操作包含將具有三對角結(jié)構(gòu)的線性算子應(yīng)用于精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解，以便提供線性方程組；以及使用托馬斯算法來求解所述線性方程組。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，拓展操作包含與用從步驟(iii)獲得的壓力值加權(quán)的基函數(shù)疊加的校正函數(shù)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對于多個(gè)時(shí)步中的至少一個(gè)時(shí)步進(jìn)行使用迭代方法來計(jì)算壓力的步驟。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對于多個(gè)時(shí)步執(zhí)行所述迭代方法，以及在源項(xiàng)超過預(yù)定極限的至少一個(gè)時(shí)步中重新計(jì)算所述校正函數(shù)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(iii)的應(yīng)用包含來自步驟(ii)的校正函數(shù)的限制操作在粗網(wǎng)格上求解壓力包含使用來自步驟(ii)的校正函數(shù)來計(jì)算粗網(wǎng)格上的壓力的線性系統(tǒng)的右側(cè)；以及使用計(jì)算的粗網(wǎng)格上的壓力的線性系統(tǒng)的右側(cè)來求解粗網(wǎng)格上的壓力。
13.一種用于使用模型來模擬地下儲層的地質(zhì)地層中的流體流動(dòng)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含駐留在存儲器中的一種或多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲代表精細(xì)網(wǎng)格、粗網(wǎng)格、對偶粗網(wǎng)格、和通過求解局部橢圓問題在對偶粗控制體上計(jì)算的對偶基函數(shù)的數(shù)據(jù)；在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器上執(zhí)行的軟件指令，用于在至少兩個(gè)時(shí)步中使用有限體積法來計(jì)算所述模型；其中，所述模型包含代表地下儲層中的流體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)變量，其中，代表流體流動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)變量的至少一個(gè)響應(yīng)于計(jì)算的基函數(shù)；所述計(jì)算包含通過求解局部橢圓問題在對偶粗控制體上計(jì)算基函數(shù)；在每個(gè)粗單元上積分橢圓壓力方程的源項(xiàng)；以及對于至少兩個(gè)時(shí)步的至少一個(gè)時(shí)步，使用迭代方法來計(jì)算壓力，對于每次迭代，所述迭代方法包含(i)將平滑方案應(yīng)用于來自前一次迭代的在精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解，以便提供平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力；( )使用來自步驟(i)的所述平滑精細(xì)網(wǎng)格壓力來計(jì)算校正函數(shù)；(iii)使用來自步驟(ii)的校正函數(shù)在粗網(wǎng)格上求解壓力；以及(iv)使用來自步驟(iii)的結(jié)果來重構(gòu)精細(xì)網(wǎng)格上的壓力解；以及直觀顯示器，用于使用計(jì)算的模型來顯示地下儲層的地質(zhì)地層中的流體流動(dòng)，計(jì)算的模型包含在至少兩個(gè)時(shí)步中使用迭代方法計(jì)算的壓力。
14.一種在地下儲層中作業(yè)以便提高從地下儲層的地質(zhì)地層中生產(chǎn)儲層流體的方法， 包含將取代流體注入地下儲層的地質(zhì)地層的一部分；以及在根據(jù)使用如權(quán)利要求1和13的任何一項(xiàng)所述的迭代方法計(jì)算的壓力導(dǎo)出的至少一個(gè)作業(yè)條件下，對地下儲層應(yīng)用儲層流體生產(chǎn)過程。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，至少一個(gè)作業(yè)條件是取代流體注入速率、儲層流體生產(chǎn)速率、取代流體與儲層流體的粘度比、取代流體的注入地點(diǎn)、儲層流體的生產(chǎn)地點(diǎn)、 取代流體飽和度、儲層流體飽和度、注入的不同孔隙體積處的取代流體飽和度、以及注入的不同孔隙體積處的儲層流體飽和度。
全文摘要
本發(fā)明提供了管理復(fù)雜、高度各向異性、非均勻域的模擬的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的迭代多尺度方法和系統(tǒng)。一種系統(tǒng)和方法可以配置成實(shí)現(xiàn)不存在精確定域假設(shè)的結(jié)構(gòu)的模擬。迭代系統(tǒng)和方法通過在所有空間方向上應(yīng)用線松馳來平滑解場。平滑器是無條件穩(wěn)定的，并得出能夠通過諸如托馬斯算法被有效求解的三對角線性系統(tǒng)的集合。而且，為了改進(jìn)定域假設(shè)，無需在每個(gè)計(jì)算時(shí)步中應(yīng)用迭代平滑過程。
文檔編號G06F17/50GK102224502SQ200980146933
公開日2011年10月19日 申請日期2009年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者G·邦菲格里, H·哈基貝奇, M·A·赫西, P·詹妮 申請人:Eth蘇黎世公司, Prad研究與發(fā)展股份有限公司, 雪佛龍美國公司