quelques défis posés par la simulation des écoulements en ... · 2 applications simulation de...

© IF

P Controlled CO2 | Diversified fuels | Fuel-efficient vehicles | Clean refining | Extended reserves

Quelques défis posés par la simulation des écoulements en milieux poreux dans l'industrie

pétrolière Roland Masson

Départements Mathématiques Appliquées et Informatique Scientifique

IFP

© IF

P

2

Applications

  Simulation de réservoir   Optimisation de la production

  Simulation du stockage géologique du CO2   Optimisation du piégeage   Etude de risques

  Simulation de bassin   Exploration pétrolière

Ecoulements Polyphasiques en Milieux Poreux

© IF

P

3

Modèles Polyphasiques Compositionnels Phases: α = 1,..., Np (eau, huile, gaz, ...

Composants i=1,...,Nc (H2O, HCs, C02, ...)

Inconnues

+ Equilibre thermodynamique Conservation de la

masse

Conservation du volume de pore

Loi de Darcy polyphasique

© IF

P

4

Géométries-Maillages

Puits

Failles

Erosions

Milieux stratifiés hétérogènes anisotropes

© IF

P

5

Discrétisation volume fini des flux diffusifs

  Maillages généraux   Milieu hétérogène, anisotrope   Coût et robustesse

  Stencil compact, schémas centrés   Coercivité   Monotonicité

LGR

Failles

© IF

P

6

Systèmes non linéaires et linéaires

  Système non linéaire   Algorithme de type Newton   Gestion des changements de phase par le Flash thermodynamique

  Système linéaire   Réduction du système par élimination des lois de fermeture et des inconnues explicites

80 à 50% du temps calcul

5 à 50% du temps calcul

© IF

P

7

Méthode Combinative-AMG

Préconditionnement ILU(0) du système

Vcycle(s) AMG sur le bloc pression

© IF

P

8

Cas test synthétiques Black Oil en simulation de réservoir

  Modèle Black Oil (3 inconnues par maille)   Champ de perméabilité log-normal   Maillage Cartésien

slope 1,45

slope 1,2

Comb-AMG

Nombre d'inconnues (log)

ILU(0)

CPU

par

itér

atio

n de

New

ton

0 50

100 150 200 250

4 8 12 permeability tensor variance

prec

ondi

tione

r ste

ps

per N

ewto

n st

ep

0 6 12 18 24 30

ILU(0) Comb-AMG

© IF

P

9

Calcul Haute Performance

  Scalabilité forte   Comment exploiter les nouvelles architectures à taille de problème fixée

  Méthodes de décomposition de domaines (EHPOC)

  Solveurs ILU adaptés au multi-coeurs (ANR PETAL)

  Hybride CPU+GPU   Solveur linéaire   Flash thermodynamique

1c/p

4c/p 2c/p

106 mailles Comb-AMG

BiCGStab + ILU0

CPU

tem

ps c

lacu

l (s)

CPU+GPU

© IF

P

10

Simulations thermiques

  Fronts raides et fortes non linéarités   Equilibre liquide vapeur   Lois raide en température

  Couplages   Thermodynamique   Géomécanique

SAGD: injection de vapeur

  ERT avec LJLL: objectif de gain en CPU pour les simulations thermiques   Suivi de front par raffinement dynamique de maillage

  Schémas adaptive implicit   Parallélisme

© IF

P

11

Stockage géologique du CO2

Sleipner

  Etude des piégeages du CO2   Géologique, capillaire, par dissolution, minéralogique

  Couplage écoulement polyphasique ‒ transport ‒ géochimie

© IF

P

12

interaction

rétroaction

Vision GLOBALE

Stratégie de résolution découplée du système réactif

TREACT RESERVOIR

© IF

P

13

Modélisation de bassin

  Objectif d'exploration pétrolière à l'échelle d'un bassin   présence de réservoirs pétroliers, quantité et qualité des HC

  Simulation de l'historique du bassin en focalisant sur les fluides

Dépôt des sédiments

Enfouissement - Compaction - élévation de température

Craquage – expulsion - migration

Piégeage dans des réservoirs

© IF

P

16

Plateforme Arcane

  Plateforme orientée objet pour le développement de codes de calculs parallèles sur maillages non structurés   Développé par le CEA-DAM depuis 2000   Collaboration CEA-IFP de co-développement depuis 2007

  Adaptée au HPC   Objectif de modularité et de partage de services

quelques défis posés par la simulation des écoulements en ... · 2 applications simulation de...

Documents