Технологическое описание tNavigator

В данном разделе мы представляем краткое описание расчетного ядра tNavigator.

 

Система уравнений фильтрации вязкой сжимаемой многофазной смеси в пористой среде.

В качестве главных переменных выбраны молярные плотности и давление, что позволяет рассчитывать и композиционную модель, и модель «черной нефти», как ее частный случай, в рамках одной универсальной постановки задачи.

 

Учтены следующие физические аспекты:

  • учет эффекта прилипания в законе Дарси;
  • PVT\EOS, гистерезис;
  • двойная пористость, двойная проницаемость;
  • линии тока, водоносные горизонты, расчет трассеров;
  • вертикальные, горизонтальные, мультисегментные скважины, очереди бурения;
  • учет ограничений поверхностного оборудования и газосборных сетей;
  • модель метаноугольного пласта;
  • молекулярная диффузия, адсорбция, десорбция;
  • методы увеличения нефтеотдачи (ПАВ, полимеры, щелочи, пена, закачка CO2);
  • закачка пара, разработка тяжелой нефти (SAGD);
  • и другие.

 

Сетка модели.

Поддерживаются следующие аспекты:

  • блочно-центрированная геометрия, геометрия угловой точки, задание cетки вершинами блоков;
  • неструктурированные сетки;
  • локальное измельчение и укрупнение сетки;
  • несоседние соединения, разломы, выклинивания;
  • объединение резервуаров (multireservoir option);
  • объединение моделей с общей наземной сетью (reservoir coupling, master-slave);
  • секторное моделирование (автоматическое разрезание на сектора, запись граничных условий и автоматическая сборка).

 

Аппроксимация системы уравнений по времени.

Для решения системы дифференциальных уравнений могут использоваться полностью неявная схема (fully implicit) и адаптивный неявный метод (AIM – adaptive implicit).

 

Аппроксимация системы уравнений по пространству.

Используется метод конечных объемов с разностной аппроксимацией дифференциальных операторов. Предполагается направленная аппроксимация по направлению потока (upstream approximation).

 

Метод решения нелинейной системы уравнений.

Для решения системы нелинейных уравнений модели применяется метод Ньютона с построением полного Якобиана на основе аналитически вычисленных производных.

 

Метод решения линейной системы с Якобианом.

При решении систем линейных уравнений мы используем BCGS (BiConjugate Gradient Stabilized) – относительно новый алгоритм, автоматически адаптирующийся под решаемую систему. В качестве предобуславливателя в tNavigator используется блочный параллельный алгоритм ILU(0) – специально разработанный вариант широко используемого неполного LU разложения.

 

Хранение данных.

При решении линейной системы с Якобианом требуется хранить как исходную разреженную матрицу, так и предобуславливатель для нее. tNavigator использует блочный MSR – специально разработанный вариант широко используемого MSR (Modified Sparse Row), дающий выигрыш как в объеме занимаемой памяти, так и в скорости работы.

 

Интерактивное управление и хранение данных в tNavigator.

Для оптимизации работы с диском по ходу расчета мы обрабатываем только главные переменные модели. Поскольку расчетное ядро и графический интерфейс являются одной программой, то остальные свойства мгновенно вычисляются по запросу пользователя «на лету». Это уникальное решение позволяет осуществлять оперативное взаимодействие с моделью по ходу расчета, а также мгновенно визуализировать необходимые данные, не тратя время на чтение и запись.