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Type: TCC
Title: Simulação paralela composicional de reservatórios de petróleo em conjunto com malhas não-estruturadas
Authors: Gomes, João Henrique Bessa
Advisor: Marcondes, Francisco
Keywords: Paralelização;UTCOMP;EbFVM;IMPEC;Malhas não-estruturadas bidimensionais;Parallelization;UTCOMP;EbFVM;IMPEC;Two-dimensional unstructured meshes
Issue Date: 2016
Citation: GOMES, J. H. B. (2016)
Abstract in Brazilian Portuguese: No campo da engenharia de petróleo, a simulação numérica tem se mostrado uma ferramenta indispensável no aperfeiçoamento de métodos utilizados nas etapas de exploração e produção, como ajustes de histórico de produção e processos de recuperação avançada de petróleo. A necessidade de uma resposta confiável e que demande um menor tempo computacional favorece a busca por simuladores cada vez mais rápidos. São inúmeras as formas de se obter melhorias na eficiência dessas ferramentas computacionais, entretanto o presente trabalho foca na paralelização, isto é, dar ao simulador a capacidade de distribuir a simulação entre vários processadores, com o intuito de reduzir o tempo total de computação. Neste trabalho, implementou-se a paralelização do UTCOMP, um simulador composicional multifásico/multicomponente projetado para trabalhar com vários processos de recuperação de óleo e gás, desenvolvido na University of Texas at Austin. Utilizou-se na paralelização algumas bibliotecas de código aberto, como FMDB (Flexible Distributed Mesh Database) e ParMETIS (Parallel Graph Partitioning and Fill-reducing Matrix Ordering), usadas para dividir e gerenciar a transferência de dados da malha, e PETSc (Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation), usada para resolver os sistemas lineares advindos da discretização das equações governantes. A abordagem numérica utilizada é a do Método de Volumes Finitos baseado em Elementos (EbFVM), com uma formulação IMPEC (Implicit Pressure, Explicit Compositions). Realizou-se três estudos de casos, consistindo de processos de injeção de gás em reservatórios fictícios de diferentes geometrias. Os resultados obtidos deste trabalho, expressos em termos das curvas de produção de óleo e gás, além de um comparativo entres os tempos de simulação antes e após a paralelização, mostram que o simulador paralelo obteve a mesma resposta do simulador original e que o ganho de tempo foi considerável para todos os casos analisados.
Abstract: In petroleum engineering, numerical simulation has proven itself a fundamental tool to the improvement of methods applied during exploration and production stages, such as history matching and enhanced oil recovery. The need for a reliable and low time-consuming response drives the search for faster simulators. There are many ways of enhancing the efficiency of these computational tools, but the present work focuses on parallelization, i.e. give the simulator the capacity to distribute the simulation activities among various processors, aiming to reduce the wall clock simulation time. In this work, the parallelization implementation was done in UTCOMP, a multiphase and multicomponent compositional simulator designed to handle several hydrocarbon recovery processes that was developed at The University of Texas at Austin. Some open source code libraries were used, such as FMDB (Flexible Distributed Mesh Database) and ParMETIS (Parallel Graph Partitioning and Fill-reducing Matrix Ordering), to divide the grid and manage grid data transfer, and PETSc (Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation), to solve the linear systems resulting from the discretization of the governing equations. The numerical approach used is the Element-based Finite Volume Method (EbFVM) coupled with an IMPEC (Implicit Pressure, Explicit Compositions) formulation. Three case studies consisting of gas injection processes in hypothetical reservoirs of different geometries were carried out. The results in this work are expressed in oil and gas production curves and in a comparison between wall clock simulation times before and after parallelization. These results show that the parallel simulator produced the same response as the original simulator and the speed-up was considerable for every case studied.
Description: GOMES, João Henrique Bessa. Simulação paralela composicional de reservatórios de petróleo em conjunto com malhas não-estruturadas. 2016. 70 f. Monografia (Graduação em Engenharia de Petróleo)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/36452
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