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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/33304
Tipo: | Dissertação |
Título: | An Adaptive implicit compositional reservoir approach using 2D/3D unstructured grids |
Autor(es): | Drumond Filho, Edilson Pimentel |
Orientador: | Marcondes, Francisco |
Palavras-chave: | Engenharia química;Métodos de simulação;Sistemas lineares;Adaptive implicit method;Reservoir simulation;Formulations |
Data do documento: | 2017 |
Citação: | DRUMOND FILHO, E. P. An Adaptive implicit compositional reservoir approach using 2D/3D unstructured grids. 2017. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. |
Resumo: | Um dos principais aspectos da simulação composicional de reservatórios são os algoritmos, ou formulações, utilizadas para a solução das equações de fluxo. A pesquisa na literatura mostra o desenvolvimento de diversos métodos nas últimas décadas, sempre focados na melhoria de precisão dos resultados e de performance. A escolha das variáveis primárias e o nível de implici- tude são dois meios fundamentais pelos quais tais formulações diferenciam-se. Modelos Implicit Pressure, Explicit Composition tratam uma única variável implícita, reduzindo o tempo de computação por passo de tempo, tornando-se, simultaneamente, mais vulnerável à instabilidade numérica. Em contraposição, os modelos Fully Implicit avaliam todas as variavéis primárias acopladas na matrix Jacobiana, de forma a alcançar grande estabilidade numérica. O tamanho dos sistemas lineares, no entanto, é muito maior, requerendo maior esforço computacional por passo de tempo. É desenvolvido uma metodologia que incorporar as duas formulações para produzir um método adaptativo com diferentes níveis de implicitude ao longo das simulações. Isso é possível identificando as fontes de instabilidade no reservatório e avaliando-as em um procedimento dinâmico. Dois critérios de seleção são aplicados para estabelecer a correta quantidade de variáveis implícitas por volume da malha e para conduzir as devidas trocas de formulação. Adicionalmente, o Adaptive Implicit Method (AIM) é combinaddo com a técnica EbFVM para malhas não estruturadas, possibilitando o uso para reservatórios com geometrias complexas. A precisão do AIM é comparada com os métodos IMPEC e Fully Implicit para vários casos de estudo em termos de curvas de produção de óleo e gás, e através dos tempos de computação para comparação de desempenho. |
Abstract: | One of the main aspects of compositional reservoir simulation concerns the algorithms, or formulations, to solve flow equations. A literature survey shows that several approaches have been developed in the last decades, always aiming increasing the accuracy of results and run performances. The choice of primary variables and applied implicitness level are two of the fundamental ways in which these methods differentiate themselves. Implicit Pressure, Explicit Composition models treat a single variable implicit, reducing the run time for each time step while becoming more vulnerable to numerical instabilities. On the other hand, Fully Implicit schemes evaluate all primary variables coupled within the Jacobian matrix, which confers great stability, but produces much larger linear systems and are, therefore, more expensive per time step. Herein, we develop a model that incorporates both formulations to produce an adaptive method with variable level of implicitness throughout the simulation. This is achieved by identifying the sources of instabilities in a reservoir and setting them implicit in a dynamic procedure. Two switching criteria are applied into establishing the correct amount of implicit unknowns for each grid volume and performing the required shifts. Additionally, this Adaptive Implicit Method (AIM) is combined with the EbFVM scheme for unstructured meshes, enabling the handling of more complex reservoir geometries. The accuracy of the Adaptive Implicit Method is compared with both IMPEC and Fully Implicit formulations for several case studies in terms of oil and gas production rate curves, while the CPU run times are applied into verifying performance. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/33304 |
Aparece nas coleções: | DEQ - Dissertações defendidas na UFC |
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