Implicit and semi-implicit techniques for the compositional petroleum reservoir simulation based on volume balance

Autor:	Bruno Ramon Batista Fernandes
Jazyk:	portugalština
Rok vydání:	2014
Předmět:	Malhas nÃo-estruturadas Compositional Simulation EbFVM IMPEC IMPSAT Fully Implicit Unstructured grids PRINCIPIOS VARIACIONAIS E METODOS NUMERICOS
Zdroj:	Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCUniversidade Federal do CearáUFC.
Druh dokumentu:	masterThesis
Popis:	CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior In reservoir simulation, the compositional model is one of the most used models for enhanced oil recovery. However, the physical model involves a large number of equations with a very complex interplay between equations. The model is basically composed of balance equations and equilibrium constraints. The way these equations are solved, the degree of implicitness, the selection of the primary equations, primary and secondary variables have a great impact on the computation time. In order to verify these effects, this work proposes the implementation and comparison of some implicit and semi-implicit methods. The following formulations are tested: an IMPEC (implicit pressure, explicit composition), an IMPSAT (implicit pressure and saturations), and two fully implicit formulations, in which one these formulations is being proposed in this work. However, the literature reports some intrinsic inconsistencies of the IMPSAT formulation mentioned. In order to verify it, an iterative IMPSAT is implemented to check the quality of the IMPSAT method previously mentioned. The finite volume method is used to discretize the formulations using Cartesian grids and unstructured grids in conjunction with the EbFVM (Element based finite volume method) for 2D and 3D reservoirs. The implementations have been performed in the UTCOMP simulator from the University of Texas at Austin. The results of several case studies are compared in terms of volumetric oil and gas rates and the total CPU time. It was verified that the FI approaches increase their performance, when compared to the other approaches, as the grid is refined. A good performance was observed for the IMPSAT approach when compared to the IMPEC formulation. However, as more complex stencils are used, the IMPSAT performance reduces. Em simulaÃÃo de reservatÃrios, o modelo composicional à um dos mais usados para a recuperaÃÃo avanÃada de petrÃleo. Entretanto, o modelo fÃsico envolve um grande nÃmero de equaÃÃes com uma complexa interelaÃÃo entre elas. O modelo à basicamente composto por equaÃÃes de balanÃo e restriÃÃes de equilÃbrio. A forma como essas equaÃÃes sÃo resolvidas como, o grau de implicitude, a seleÃÃo das equaÃÃes primÃrias, variÃveis primÃrias e secundÃrias tem um grande impacto no tempo de computaÃÃo. Com o intuito de verificar esse efeito, esse trabalho propÃe a implementaÃÃo e comparaÃÃo de alguns mÃtodos implÃcitos e semi-implÃcitos. As seguintes formulaÃÃes sÃo testadas: uma IMPEC (implicit pressure, explicit composition), uma IMPSAT (implicit pressure and saturations), e duas formulaÃÃes totalmente implicitas, das quais uma destas està sendo proposta neste trabalho. Entretanto, a literatura relata algumas inconsistÃncias intrÃnsecas da formulaÃÃo IMPSAT mencionada. Para verificar isso, um IMPSAT iterativo foi implementado para verificar a qualidade nos resultados do mÃtodo IMPSAT prÃviamente mencionado. O mÃtodo de volumes finitos à usado para discretizar as formulaÃÃes usando malhas Cartesianas e nÃo-estruturadas em conjunto com o EbFVM (Element based finite volume method) para reservatÃrios 2D e 3D. A implementaÃÃo foi realizada no simulador UTCOMP da Univeristy of Texas at Austin. Os resultados de diversos casos de estudo sÃo comparados em termos das vazÃes volumÃtricas de Ãleo e gÃs e do tempo total de CPU. Verificou-se que as abordagens totalmente implÃcitas melhoram sua performance, quando comparado com os demais mÃtodos, a medidaque a malha à refinada. Um bom desempenho foi observado para as formulaÃÃes IMPSAT quando comparadas com a formulaÃÃo IMPEC. Entretando, com o uso de conexÃes mais complexas entre os blocos da malha, o desempho da formulaÃÃo IMPSAT reduziu.
Databáze:	Networked Digital Library of Theses & Dissertations
Externí odkaz:	http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=12055 Zobrazit plný text záznamu