为什么说用数值模拟很奇妙?

近20年来,计算速度和功能不断提高,新的仿真技术不断发展。但无论如何,数值模型都是建立在地质模型的基础上,通过网格化雕刻出一个地质体。网格划分得越细,节点越多,刻画得越逼真,计算的工作量也就越大。就像数码相机一样,像素越高,照片越真实,电脑的处理能力也就越大。数值模拟受到两个方面的限制。

常规模拟和随机模拟之间的比较受到对油藏认识的限制。任何地质体在空间的任何方向上都具有不均匀性。有些参数(如含油饱和度、毛管压力)还不完全了解,目前所有检测方法的精度都远远达不到我们的要求。所以用数值模型方法研究油藏得到的结果只能说是相对的,或者说是半定量的,是一定尺度上的平均结果。针对这种情况,更需要油藏地质学家和油藏工程师大力合作,才能取得更好的效果。以往常规的模拟方法是油藏地质师把地质模型交给油藏工程师后,基本不予理会。剩下的问题是油藏工程师建立数值模拟模型并进行历史拟合。如果拟合不好,油藏工程师往往会修改数值模拟模型,要么修改相对渗透率,要么修改毛管压力等参数,导致一些实验数据无法识别。实际上,除了井点上的一些确定性数据,其他网格节点上的插值数据都是随机的。拟合差不仅是油藏工程的数据问题,也是如何处理地质模型的非均质性问题。因此,油藏地质学家和油藏工程师的大力合作是非常重要的。按照随机建模的理念,油藏地质师和油藏工程师* * *配合研究,分工合作,反复修改地质模型和数值模拟模型,使之更接近油藏的静态和动态实际情况。

第二,受限于计算机,计算机的处理能力越大,计算速度越慢,成本越高。以前超百万节点模型的运营很难实现,直到近十年才得到快速发展。由于采用了并行处理技术,加快了速度,解决了过去串行处理技术难以实现的问题。这些新技术包括区域分解计算理论;解大型稀疏线性方程组的预处理技术:迭代加速计算方法:并行数据流结构设计与处理器间数据通信技术。尽管如此,百万节点以上的大容量模拟无论在硬件上还是软件上都还不成熟,所以无论油田的规模有多大,研究问题有多复杂,我们都不可能把数值模拟看得很玄乎甚至崇拜。要用好数值模拟,必须从油气田的实际情况出发,对所研究的问题多做力学研究和预测。模型的选择可以用二维模型解决,不是用三维模型,而是用两相模型。模型不取决于有多复杂,容量有多大,而取决于是否能代表油气藏的特征。高明的算计在于人。在《汉书》中,颜师古指出:“每一个真理都是真实的。”在使用数值模拟时,开发人员和油田地质学家要想获得更真实的结果,最重要的是对油藏及其各种参数有更深入的了解。对油藏了解越深,提供的参数越接近实际,生产的历史数据拟合越好,油藏数值模拟得到的结论越接近实际。

百万网格节点测试结果对比(Power Challenge并行机6CPU)