بررسي روش‌هاي المان محدود چند مقياسي در شبيه‌سازي مخازن هيدروكربوري

Investigating the Multiscale Finite Element Methods in Hydrocarbon Reservoir Simulation

روش‌هاي چند مقياسي به‌عنوان يك جايگزين مناسب براي شبيه‌سازي مدل ريزدانه و افزايش مقياس، توجه زيادي را به خود جلب كرده‌اند. به‌منظور اينكه شبيه‌سازي مخزن به‌صورت عملياتي امكان‌پذير باشد، مرسوم است كه از نوعي روش افزايش مقياس استفاده شود. متأسفانه، استفاده از اين روش‌هاي افزايش مقياس باعث مي‌شود كه مقداري از اطلاعات از دست برود و دقت كاهش يابد كه اين موضوع به‌خصوص در ساختارهاي با ناهمگني‌هاي شديد بيشتر خودش را نشان مي‌دهد. هدف از روش‌هاي شبيه‌سازي چند مقياسي مخزن اين است كه هزينه‌ي محاسباتي را كاهش دهند و درعين‌حال دقت شبيه‌سازي را نزديك به مدل ريزدانه (مدل مرجع) نگه‌دارند. روش‌هاي چند مقياسي به دو رويكرد كلي حجم محدود و المان محدود تقسيم مي‌شوند. مطالعات نشان داده‌اند كه روش‌هاي المان محدود چند مقياسي در ميدان‌هاي نفوذپذيري بسيار ناهمگن از جمله ساختارهاي كانال گونه، پاسخ‌هاي مناسب‌تري را نسبت به روش‌هاي حجم محدود چند مقياسي ايجاد مي‌كنند. ازاين‌رو، در اين مقاله روش‌هاي مختلف المان محدود چند مقياسي به‌عنوان روش‌هايي مناسب براي شبيه‌سازي مخازن با ناهمگني بالا مورد بررسي قرارگرفته‌اند.

Multiscale methods have gained considerable attention as alternatives to fine-grid model simulation and upscaling. In order to make reservoir simulation operationally possible, it is customary to use some upscaling method. Unfortunately, when using upscaling methods, some information is lost, and the accuracy suffers; this is particularly noticeable in structures with significant non-homogeneities. Reducing computational costs while maintaining simulation accuracy near the fine-grid (reference model) model s accuracy is the goal of multiscale reservoir simulation approaches. Studies have shown that multiscale finite element methods in highly heterogeneous permeability fields, including channel-type structures, produce more appropriate responses than multiscale finite volume methods. Therefore, in this paper, various multiscale finite element methods have been investigated as suitable methods for simulating reservoirs with high heterogeneity.