NO344113B1 - Efficient application of reduced variable transformation and conditional stability testing - Google Patents

Efficient application of reduced variable transformation and conditional stability testing Download PDF

Info

Publication number
NO344113B1
NO344113B1 NO20090038A NO20090038A NO344113B1 NO 344113 B1 NO344113 B1 NO 344113B1 NO 20090038 A NO20090038 A NO 20090038A NO 20090038 A NO20090038 A NO 20090038A NO 344113 B1 NO344113 B1 NO 344113B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
phase
fluid
primary
cell
composition
Prior art date
Application number
NO20090038A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20090038L (en
Inventor
Fredrik E Saaf
Original Assignee
Logined Bv
Chevron Usa Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Logined Bv, Chevron Usa Inc filed Critical Logined Bv
Publication of NO20090038L publication Critical patent/NO20090038L/en
Publication of NO344113B1 publication Critical patent/NO344113B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10Numerical modelling
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08Thermal analysis or thermal optimisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Description

Beskrivelse Description

Oppfinnelsens fagområde The subject area of the invention

Oppfinnelsen angår generelt datamaskinaktivert reservoarsimulering av fluidstrøm i undergrunnsreservoaret og især sammensatt reservoarsimulering. The invention generally relates to computer-activated reservoir simulation of fluid flow in the underground reservoir and in particular to composite reservoir simulation.

Bakgrunn Background

Begrepsmessig kan sammensatt reservoarsimulering for å simulere strøm i et undergrunns, hydrokarbonsbærenede reservoar betraktes som en modellering av en rekke sammenkoplete blandetanker av fluider (celler) ved et gitt trykk, en viss temperatur og sammensetninger. Etter hvert som tiden går (kan simulatoren foreta tidstrinn mot et endelig tidspunkt og resultatene blir søkt), endres betingelsene i tankene som følge av fluidbevegelsen, brønner og andre ytre faktorer. Flashberegninger er nødvendige for å fastlegge for hvert nytt sett av trykk, temperatur og generell fluidsammensetning, antallet fluidfaser og deres størrelse og sammensetninger. Denne beregning innebærer fundamentalt å finne det minste termodynamiske tilstandsfunksjon (Gibbs Free Energy (GFE)) og som er periodisk i natur og følgelig vanskelig å samle og beregningsmessig kostbar, især når det brukes detaljerte fluidmodeller, dvs. når det finnes mange hydrokarbonkomponenter. Det er følgelig av stor interesse å kunne utarbeide algoritmer som er beregningsmessig effektive og likevel pålitelige og nøyaktige. Conceptually, complex reservoir simulation to simulate flow in an underground, hydrocarbon-bearing reservoir can be considered as a modeling of a number of interconnected mixed tanks of fluids (cells) at a given pressure, a certain temperature and compositions. As time passes (the simulator can time step towards a final point in time and the results are searched), the conditions in the tanks change as a result of the fluid movement, wells and other external factors. Flash calculations are necessary to determine for each new set of pressure, temperature and overall fluid composition, the number of fluid phases and their sizes and compositions. This calculation fundamentally involves finding the smallest thermodynamic state function (Gibbs Free Energy (GFE)) which is periodic in nature and consequently difficult to collect and computationally expensive, especially when detailed fluid models are used, i.e. when there are many hydrocarbon components. It is therefore of great interest to be able to develop algorithms that are computationally efficient and yet reliable and accurate.

For beskrivelsen skal aktiviteten som utføres i ”flash”-beregning deles videre opp i stabilitetsprøving som kan avsløre ustabilitet i en gitt fase av de gjeldende betingelser og ”splitt”-beregninger som tar sikte på å bestemme balanserte faser og sammensetninger for en antatt fasekonfigurasjon. For the purpose of the description, the activity carried out in "flash" calculation shall be further divided into stability testing which can reveal instability in a given phase of the current conditions and "split" calculations which aim to determine balanced phases and compositions for an assumed phase configuration.

‘beskriver en fremgangsmåte for å øke effektiviteten ved flash-beregninger på, i en beregningsreservoarsimulator, er beskrevet av Claus P. Rasmussen, Kristian Krejbjerg, Michael L.Michelsen og Kersti E. Bjurstrom, Increasing the Computational Speed of Flash Calculations with Applications for Compositional, Transient Simulations, Society of Petroleum Engineers, SPE 84181, februar 2006 SPE Reservoir Evalution & Engineering. Under utførelse av flashberegninger, brukes det meste av tiden til å utføre stabilitetsanalyse. Rasmussen m.fl. foreslo et kriterium for å hoppe over mange av stabilitetsanalysesjekkene. 'describes a method for increasing the efficiency of flash calculations on, in a computational reservoir simulator, is described by Claus P. Rasmussen, Kristian Krejbjerg, Michael L. Michelsen and Kersti E. Bjurstrom, Increasing the Computational Speed of Flash Calculations with Applications for Compositional , Transient Simulations, Society of Petroleum Engineers, SPE 84181, February 2006 SPE Reservoir Evaluation & Engineering. While performing flash calculations, most of the time is spent performing stability analysis. Rasmussen et al. proposed a criterion to skip many of the stability analysis checks.

‘Three-Phase Flash Calculation for Hydrocarbon Systems Containing Water' av S. Mokhatab (2002) beskriver en flashalgoritme som er basert på den termodynamiske tilstanden med like fugaciteter for hver komponent i hver fase. De resulterende fasekomposisjoner gir deretter bedre verdier for oppdatering av distribusjonskoeffisientene, ved bruk av en tilstandsligning. Tilstandsligninger (EOS) har blitt brukt med hell for å beskrive fasens oppførsel av reservoar rå og gasskondensater, men fasebehandlingen av vann / reservoarråolje har ennå ikke blitt predikert av en EOS. I denne studien vises det at bruk av den nåværende algoritmen med Shinta og Firoozabadi assosiasjonsmodell gir pålitelige og bedre resultater i sammenligning med eksperimentelle data for trefase-beregning i VLLE-regionen På fig. 1 er det vist et trykk/temperaturkart for et fluid i en celle. Punkt A er vist i to-fase område hvor både en gassfase og en væskefase finnes. Punkt B befinner seg på en overgangslinje mellom et to-fase område og et ett-fase område (fasegrensen). Punkt C befinner seg i en ”skyggesone” av områder med en-fase nær to-fase området. Endelig ligger punkt D i et fjerntliggende område i en fasedomene. En vertikal linje er også vist som separerer en-fase væsken til venstre og til høyre er en enkelt fase gass. Avhengig av hvor den estimerte fasetilstand av fluidet i en celle befinner seg, kan enkelte stabilitetsberegninger utelates i stedet for å utføre en stabilitetsanalyse for alle celler under gjentakelsene i et tidsrom. Dette generelle kriterium for å omføre beregninger skal beskrives i detalj nedenfor i forbindelse med stabilitetsprøving i del 5. 'Three-Phase Flash Calculation for Hydrocarbon Systems Containing Water' by S. Mokhatab (2002) describes a flash algorithm which is based on the thermodynamic condition of equal fugacies for each component in each phase. The resulting phase compositions then provide better values for updating the distribution coefficients, using an equation of state. Equations of state (EOS) have been successfully used to describe the phase behavior of reservoir crude and gas condensates, but the phase behavior of water/reservoir crude oil has not yet been predicted by an EOS. In this study, it is shown that using the current algorithm with the Shinta and Firoozabadi association model gives reliable and better results in comparison with experimental data for three-phase calculation in the VLLE region In fig. 1 shows a pressure/temperature map for a fluid in a cell. Point A is shown in the two-phase area where both a gas phase and a liquid phase exist. Point B is located on a transition line between a two-phase area and a one-phase area (the phase boundary). Point C is located in a "shadow zone" of single-phase areas close to the two-phase area. Finally, point D lies in a remote area of a phase domain. A vertical line is also shown separating the single-phase liquid on the left and the single-phase gas on the right. Depending on where the estimated phase state of the fluid in a cell is located, some stability calculations can be omitted instead of performing a stability analysis for all cells during the iterations in a time period. This general criterion for converting calculations shall be described in detail below in connection with stability testing in Part 5.

Deltrinnene tilsvarende ”splitt” og ”stabilitets”-beregningen beskrevet i Rasmussen m.fl., bruker en tradisjonell fremgangsmåte, hvor det brukte løsning av ikke-lineære problemer med størrelse tilsvarende antallet hydrokarbonkomponenter. Det finnes et omfang for å forbedre effektiviteten av disse deltrinn, især for simuleringsmodeller som innebærer et stort antall komponenter. The sub-steps corresponding to the "split" and "stability" calculation described in Rasmussen et al., use a traditional method, which used the solution of non-linear problems with a size corresponding to the number of hydrocarbon components. There is scope to improve the efficiency of these sub-steps, especially for simulation models that involve a large number of components.

Firoozabadi, A. og Pan, H., Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part I – Stability Analysis, SPE 63083 and Firoozabadi, A. and Pan, H., Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part II – Two-Phase Flash, SPE 71603, beskriver anvendelse av reduserte, variable strategier for stabilitets- og splittberegninger i en sammensatt reservoarsimulering, men forfatterne beskriver ikke hvordan stabilitetsprøvene kan unngås. Også bestemte stabilitetsalgoritmer som blir formulerte, kan oppleve konvergeringsvanskeligheter, især under betingelser som strekker seg inn i den undermettede sone. I tillegg blir splittalgoritmen formulert for fordampningsfasen og vil oppleve en tallrik og/eller konvergensvanskeligheter nær duggpunktene på grunn av den praktisk talt ikke-eksisterende væskefase. Firoozabadi, A. and Pan, H., Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part I – Stability Analysis, SPE 63083 and Firoozabadi, A. and Pan, H., Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part II – Two- Phase Flash, SPE 71603, describes the application of reduced variable strategies for stability and split calculations in a complex reservoir simulation, but the authors do not describe how the stability tests can be avoided. Also, certain stability algorithms that are formulated may experience convergence difficulties, especially under conditions that extend into the undersaturated zone. In addition, the splitting algorithm is formulated for the vapor phase and will experience numerous and/or convergence difficulties near the dew points due to the virtually non-existent liquid phase.

Newtons fremgangsmåte brukes vanligvis for å løse ikke-lineære systemer av likninger. Det må imidlertid sikres at gjentakelsene ikke overskrider de fysiske grenser av ukjente. Ved å bruke Newtons fremgangsmåte for problemene ved faseadferd formulert i form av reduserte variabler, er det et behov for å sikre at fysiske grenser på de reduserte variabler ikke blir brutt. Newton's method is usually used to solve non-linear systems of equations. However, it must be ensured that the repetitions do not exceed the physical limits of unknowns. By using Newton's method for the problems of phase behavior formulated in the form of reduced variables, there is a need to ensure that physical limits on the reduced variables are not violated.

Ulempene med tidligere fremgangsmåter for sammensatte reservoarsimuleringer nevnt ovenfor, vil bli omtalt nedenfor. The disadvantages of previous methods for composite reservoir simulations mentioned above will be discussed below.

En fremgangsmåte, et system og datamaskinlesbare medier som utfører instrukser for å utføre en sammensatt reservoarsimulering av et undergrunns, hydrokarbonbærende reservoar, er tilveiebrakt. Reduserte variabler for flash-beregninger utnyttes sammen med en metode for tilstandsstabilitetsprøving for å kunne oppnå en optimal effektivitet av faseadferdsberegninger i en sammensatt reservoarsimulator. Fortrinnsvis velges også en minste, rikelig fase ettersom primære variable tilknyttet en primær fase og en sekundær fase blir valgt for en mer rikelig fase, slik at det sikrer stabilitet ved ikke å dele med en verdi som befinner seg nær null på grunn av at valget av primærfasen blir tilknyttet en fase som ikke er den minst rikelige. Også et grenseintervall kan brukes for å begrense løsningsendringer i reduserte, variable algoritmer (fasesplitt og stabilitet) for å oppnå en større stabilitet av algoritmene. Videre kan stabilitetsprøver utføres under flash-beregninger ved å bruke reduserte variabler og indirekte eksisterende form basert på definisjonen av reduserte variabler og tangentplanavstandsbetingelsen. A method, system, and computer-readable media that executes instructions for performing a complex reservoir simulation of a subsurface hydrocarbon-bearing reservoir is provided. Reduced variables for flash calculations are utilized together with a method of state stability testing to be able to achieve an optimal efficiency of phase behavior calculations in a composite reservoir simulator. Preferably, a least abundant phase is also selected as primary variables associated with a primary phase and a secondary phase are selected for a more abundant phase, thus ensuring stability by not dividing by a value close to zero due to the selection of the primary phase becomes associated with a phase that is not the least abundant. A limit interval can also be used to limit solution changes in reduced, variable algorithms (phase split and stability) in order to achieve a greater stability of the algorithms. Furthermore, stability tests can be performed during flash calculations using reduced variables and indirect existing form based on the definition of reduced variables and the tangent plane distance condition.

Det er et formål med oppfinnelsen å kombinere konseptet med reduserte variabler for flash-beregninger med en metode for betingelsesstabilitetsprøving for å kunne oppnå optimal effektivitet av faseadferdsberegninger i en sammensatt reservoarsimulator. It is an object of the invention to combine the concept of reduced variables for flash calculations with a method of condition stability testing in order to achieve optimal efficiency of phase behavior calculations in a composite reservoir simulator.

Det er formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en mer pålitelig, redusertvariabel fasesplittalgoritme ved å velge hovedvariabler tilsvarende den minst rikelige fase som eksisterer. It is the purpose of the invention to provide a more reliable, reduced variable phase splitting algorithm by selecting main variables corresponding to the least abundant phase that exists.

Det er et annet formål med oppfinnelsen å bruke et grenseintervall for å begrense løsningsendringer i de reduserte, variable algoritmer (fasesplitt og stabilitet) for å oppnå en større stabilitet av algoritmene og/eller unngå overdrevne gjentakelser. It is another object of the invention to use a limit interval to limit solution changes in the reduced, variable algorithms (phase split and stability) in order to achieve greater stability of the algorithms and/or avoid excessive repetitions.

Det er videre et formål med å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte for å utføre stabilitetsprøver og bruke reduserte variabler og en direkte eksisterende form basert på definisjonen med reduserte variabler og tangentplanavstandsbetingelsen. It is further an object to provide an improved method for performing stability tests and using reduced variables and a direct existing form based on the definition with reduced variables and the tangent plane distance condition.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

Oppfinnelsen beskriver i et første aspekt en fremgangsmåte for sammensatt reservoarsimulering av en fluidstrøm, omfattende å tilveiebringe en reservoarmodell for et underjordisk reservoar hvor modellen har et gitter som definerer en flerhet av celler på en slik måte at hver celle tilknyttes fluidet deri, hvor fluidet er i en dampfase og en væskefase. Fremgangsmåten omfatter videre å velge minst én celle av flerheten av celler som er assosiert med fluid som er i dampfasen og fluid som er i væskefasen, å estimere hvilke av dampfasen eller væskefasen som finnes i minst rikelig mengde og å tildele fasen med minst rikelig mengde som primærfase og tildele den andre fase som sekundærfase. Vider omfatter fremgangsmåten å beregne faseegenskaper av primærfasen som er responsiv til primærvariabler tilknyttet primærfasen og beregne faseegenskapene av sekundærfasen ved å bruke massebalansen og som er responsiv til sekundære variabler tilknyttet sekundærfasen, slik at stabilitet sikres under beregning av faseegenskapene til sekundærfasen på grunn av tildeling av fasen med den minst rikelige mengde som primærfase. Videre omfatter fremgangsmåten å utsende en visuell fremvisning som er responsiv til de beregnede faseegenskapene til primærfasen og til de beregnede faseegenskapene til den sekundærfasen. In a first aspect, the invention describes a method for composite reservoir simulation of a fluid flow, comprising providing a reservoir model for an underground reservoir where the model has a grid that defines a plurality of cells in such a way that each cell is associated with the fluid therein, where the fluid is in a vapor phase and a liquid phase. The method further comprises selecting at least one cell from the plurality of cells associated with fluid that is in the vapor phase and fluid that is in the liquid phase, estimating which of the vapor phase or the liquid phase is present in the least abundant amount and assigning the phase with the least abundant amount as primary phase and assign the second phase as secondary phase. Furthermore, the method includes calculating phase characteristics of the primary phase which is responsive to primary variables associated with the primary phase and calculating the phase characteristics of the secondary phase using the mass balance and which is responsive to secondary variables associated with the secondary phase, so that stability is ensured during calculation of the phase characteristics of the secondary phase due to allocation of the phase with the least abundant amount as the primary phase. Further, the method comprises emitting a visual display that is responsive to the calculated phase characteristics of the primary phase and to the calculated phase characteristics of the secondary phase.

I et andre aspekt beskriver oppfinnelsen en fremgangsmåte for å bestemme sammensetning av fluid i en celle under datamaskinaktiverte reservoarsimulering. Fremgangsmåten omfatter trinnene: a) Å tilveiebringe en reservoarmodell for et underjordisk reservoar hvor modellen har et gitter som definerer en flerhet av celler på en slik måte at hver celle tilknyttes fluidet deri. (b) Å utføre én av de følgende beregningene for hver celle basert på sammensetningen av fluidet i cellen ved det foregående tidstrinn: (i) Å utføre direkte, reduserte, variable fasesplittberegninger ved å bruke K-verdier når sammensetningen av cellen har et fluid med flere faser i et foregående tidstrinn, hvor de direkte reduserte, variable fasesplittberegninger utføres slik at fasesammensetningen av fluidet som er tilstede i minst rikelig mengde er primærfasen. (ii) Å utføre en enkeltsidet, redusert, variabel stabilitetsprøve ved å bruke dampbegynnende moduler når sammensetningen til fluidet i cellen omfatter en enkelt fase anbrakt i skyggeområdet, dvs. væskesiden i det foregående tidstrinn. (iii) Å utføre en enkeltsidet, redusert, variabel stabilitetsprøve ved å bruke væskebegynnende moduler når sammensetningen til fluidet i cellen omfatter en enkelt fase anbrakt i skyggeområdet, dvs. dampsiden i det foregående tidstrinn. (iv) Å ikke utføre en stabilitetsprøve når sammensetningen av fluidet i cellen omfatter en enkelt fase i fjernområdet ved det foregående tidstrinn. (c) Å bestemme om det er en feil i trinn (b) og å utføre ett av følgende trinn: (i) Å utføre en første flash-beregning for å bestemme fluidsammensetning i cellen når det blir avgjort at det er en feil i trinn (b). (ii) Å bruke det beregnede resultatet fra trinn (b) når det avgjøres ikke å være feil i trinn (b). Fremgangsmåten omfatter videre trinnet: (d) Å utsende en fremvisning som representerer sammensetningen av fluidet som respons på trinn (c). In a second aspect, the invention describes a method for determining the composition of fluid in a cell during computer-activated reservoir simulation. The method comprises the steps: a) Providing a reservoir model for an underground reservoir where the model has a grid defining a plurality of cells in such a way that each cell is associated with the fluid therein. (b) To perform one of the following calculations for each cell based on the composition of the fluid in the cell at the previous time step: (i) To perform direct reduced variable phase split calculations using K values when the composition of the cell has a fluid of several phases in a previous time step, where the directly reduced, variable phase split calculations are performed so that the phase composition of the fluid that is present in the least abundant amount is the primary phase. (ii) To perform a single-sided, reduced, variable stability test using vapor-initiating modules when the composition of the fluid in the cell comprises a single phase placed in the shadow region, i.e. the liquid side in the previous time step. (iii) To perform a single-sided, reduced, variable stability test using liquid-initiating modules when the composition of the fluid in the cell comprises a single phase located in the shadow region, i.e. the vapor side in the previous time step. (iv) Not performing a stability test when the composition of the fluid in the cell comprises a single phase in the remote region at the previous time step. (c) Determining whether there is an error in step (b) and performing one of the following steps: (i) Performing a first flash calculation to determine fluid composition in the cell when it is determined that there is an error in step (b). (ii) Using the calculated result from step (b) when determined not to be in error in step (b). The method further comprises the step of: (d) Emitting a display representing the composition of the fluid in response to step (c).

I et tredje aspekt beskriver oppfinnelsen et system som brukes under reservoarsimulering for å bestemme sammensetning av fluid i en celle. Systemet omfatter en datamottaker som mottar inngangsdata fra en kilde, hvor inngangsdataene omfatter en reservoarmodell og data. Videre omfatter systemet en prosessor og et dataprogram som kan utføres på prosessoren, hvor programmet omfatter: (a) En minst rikelig mengde tildelingsmodul som (i) beregner om en dampfase eller en væskefase av fluid til cellen finnes i minst rikelige mengder som svar på inngangsdata mottatt av datamottakeren og (ii) tildeler fasen som har den beregnete minste rikelige mengde som primærfase og tildeler den andre fase som sekundærfase. Vider omfatter programmet: (b) En kalkulator for fluidfaseegenskaper som (i) beregner faseegenskapene av primærfasen som er responsiv til primærvariablene tilknyttet primærfasen, og (ii) beregner faseegenskapene til sekundærfasen ved å bruke massebalanse og sekundærvariabler tilknyttet den sekundære fase, idet fluidfaseegenskapskalkulatoren sikrer stabilitet under beregning av faseegenskapene til sekundærfasen på grunn av minst rikelig mengde tildelingsmodulen tildeler fasen med minst rikelig mengde som primærfase. Videre omfatter programmet: (c) En utgangsprodusent som er tilpasset for å produsere og kommunisere de beregnete faseegenskaper av fluidet til et lesbart format. In a third aspect, the invention describes a system used during reservoir simulation to determine the composition of fluid in a cell. The system comprises a data receiver which receives input data from a source, where the input data comprises a reservoir model and data. Furthermore, the system comprises a processor and a computer program executable on the processor, the program comprising: (a) A least abundant amount allocation module which (i) calculates whether a vapor phase or a liquid phase of fluid to the cell is present in least abundant amounts in response to input data received by the data receiver and (ii) assigns the phase having the calculated least abundant amount as the primary phase and assigns the other phase as the secondary phase. The program further includes: (b) A fluid phase properties calculator which (i) calculates the phase properties of the primary phase responsive to the primary variables associated with the primary phase, and (ii) calculates the phase properties of the secondary phase using mass balance and secondary variables associated with the secondary phase, the fluid phase properties calculator ensuring stability while calculating the phase properties of the secondary phase due to the least abundant amount, the assignment module assigns the phase with the least abundant amount as the primary phase. Furthermore, the program includes: (c) An output producer adapted to produce and communicate the calculated phase properties of the fluid in a readable format.

I et fjerde aspekt omfatter oppfinnelsen en fremgangsmåte for å bestemme sammensetning av fluid i en celle under en datamaskinaktivert reservoarsimulering, idet fremgangsmåten omfatter trinnene: (a) Å tilveiebringe en reservoarmodell for et underjordisk reservoar hvor modellen har et gitter som definerer en flerhet av celler på en slik måte at hver celle tilknyttes fluidet deri. (b) Å bestemme om hver celle har en enkelt fase eller flere faser i et forutgående tidstrinn, (i) om cellen hadde flere faser i det foregående trinn, utføre direkte reduserte, variable fasesplittberegninger ved å velge K-verdier, (ii) om cellen hadde en enkelt fase i det foregående trinn, utføre følgende trinn avhengig av om cellens foregående plassering i et faseplan: (1) om fluidet er i skyggeområdet, dvs. væskesiden, utføre en enkeltsidet redusert variabelstabilitetsprøve ved å bruke dampbegynnende moler, (2) om fluidet er i skyggeområdet, dvs. dampsiden, utføre en enkeltsidet, redusert variabelstabilitetsprøve ved å bruke væskebegynnende moler, (3) om fluidet er i fjernområdet, ikke utføre en stabilitetstest cellen for å bestemme fluidsammensetning og deretter hoppe til trinn (c). (c) Å bestemme om det finnes en feil ved hurtig behandling ved (i), (ii) eller (iii). (i) Hvis det er en feil, utføre en første flashberegning på cellen for å bestemme fluidsammensetning, (1) hvis fluidet finnes å være en enkelt fase, utføre tilleggsberegninger for å bestemme plassering i faseplanet for bruk ved etterfølgende iterasjoner, (2) hvis fluidet er funnet å være i en flerhet av faser fortsette til trinn (d). (ii) Hvis det ikke er noen feil, gå videre til trinn (d). (d) Å utsende en fremvisning som representerer sammensetningen av fluidet. In a fourth aspect, the invention comprises a method for determining composition of fluid in a cell during a computer-enabled reservoir simulation, the method comprising the steps of: (a) Providing a reservoir model for an underground reservoir where the model has a grid defining a plurality of cells on such a way that each cell is connected to the fluid therein. (b) Determining whether each cell has a single phase or multiple phases in a previous time step, (i) whether the cell had multiple phases in the previous time step, perform directly reduced variable phase split calculations by choosing K values, (ii) whether the cell had a single phase in the previous step, perform the following steps depending on whether the cell's previous location in a phase plane: (1) if the fluid is in the shadow region, i.e., the liquid side, perform a single-sided reduced variable stability test using vapor-initiating moles, (2) if the fluid is in the shadow region, i.e. the vapor side, perform a single-sided, reduced variable stability test using liquid-initiating moles, (3) if the fluid is in the remote region, do not perform a stability test cell to determine fluid composition and then skip to step (c). (c) To determine whether there is an error in expedited processing at (i), (ii) or (iii). (i) If there is an error, perform an initial flash calculation on the cell to determine fluid composition, (1) if the fluid is found to be a single phase, perform additional calculations to determine location in the phase plane for use in subsequent iterations, (2) if the fluid is found to be in a plurality of phases proceed to step (d). (ii) If there are no errors, proceed to step (d). (d) To emit a display representing the composition of the fluid.

I et femte aspekt omfatter oppfinnelsen et dataprogram lagret på et datamaskinlesbart medium som brukes for sammensatt reservoarsimulering av fluidstrøm i et underjordisk reservoar. Programmet omfatter en minst rikelig mengde tildelingsmodul som estimerer hvilke av fluidet som er i dampfase og fluidet som er i væskefase som er til stede i minst rikelig mengde i en gittercelle, og tildeler fasen med minst rikelig mengde til primærfasen og tildeler den annen fase til sekundærfasen. Vider omfatter programmet en kalkulator for fluidfaseegenskaper som beregner faseegenskaper til primærfasen som er responsiv til primærvariablene tilknyttet primærfasen og beregner faseegenskaper til sekundærfasen ved å bruke massebalanse og som er responsiv til sekundære variable tilknyttet sekundærfasen. Videre omfatter programmet en utgangsprodusentmodul som kommuniserer de beregnede faseegenskapene i et lesbart format til en visuell fremvisning. In a fifth aspect, the invention comprises a computer program stored on a computer-readable medium used for composite reservoir simulation of fluid flow in an underground reservoir. The program comprises a least abundant allocation module which estimates which of the fluid in the vapor phase and the fluid in the liquid phase is present in the least abundant amount in a grid cell, and assigns the phase with the least abundant amount to the primary phase and assigns the other phase to the secondary phase . Furthermore, the program includes a calculator for fluid phase properties that calculates phase properties for the primary phase that is responsive to the primary variables associated with the primary phase and calculates phase properties for the secondary phase using mass balance and that is responsive to secondary variables associated with the secondary phase. Furthermore, the program includes an output producer module that communicates the calculated phase properties in a readable format to a visual display.

Kort beskrivelse av figurene Brief description of the figures

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der The invention shall be described in more detail below with reference to the drawings, where

fig. 1 er et trykktemperaturskjema som skisserer flere områder i faseplanet for å vise konseptene som er sentrale ved betingelsesstabilitetsprøving, fig. 1 is a pressure-temperature diagram outlining several areas in the phase plane to show the concepts central to condition stability testing,

fig. 2 er et flytskjema som viser den kombinerte bruk av betingelsesstabilitetsprøvelogikken for den totale flashoppdatering, og reduserte, variable algoritmer for gjentatt løsning av stabilitets- og fasesplittproblemer ved et bestemt tidstrinn i en sammensatt reservoarsimulator, fig. 2 is a flowchart showing the combined use of conditional stability test logic for the total flash update, and reduced variable algorithms for iteratively solving stability and phase split problems at a particular time step in a composite reservoir simulator,

fig. 3 viser fysiske grenser brukt for de reduserte variabler for å sikre Newtonrepetisjonene, fig. 3 shows physical limits used for the reduced variables to ensure the Newton repetitions,

fig. 4 er et funksjonsskjema av en ikke-lineær gjentakelsessløyfe med flashberegninger foretatt under beregnet simulering av fluidstrøm ifølge oppfinnelsen i sammenheng med en undervanns, hydrokarbonbærende reservoarmodell, fig. 4 is a functional diagram of a non-linear iteration loop with flash calculations made during calculated simulation of fluid flow according to the invention in the context of an underwater hydrocarbon-bearing reservoir model,

fig. 5 er et funksjonsskjema av en utførelse av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, fig. 5 is a functional diagram of an embodiment of a method according to the invention,

fig. 6 er et funksjonsblokkskjema av en annen utførelse av en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen, og fig. 6 is a functional block diagram of another embodiment of a method according to the invention, and

fig. 7 er et skjematisk riss av en utførelse av et system og datamaskinlesbare medier ifølge oppfinnelsen. fig. 7 is a schematic view of an embodiment of a system and computer readable media according to the invention.

Detaljert beskrivelse Detailed description

Følgende nomenklatur brukes i de følgende likninger: The following nomenclature is used in the following equations:

Symboler Symbols

D = Tangentplanavstand (TPD) D = Tangent plane distance (TPD)

G = Gibbs Free Energy funksjon (GFE) G = Gibbs Free Energy function (GFE)

c = Antall hydrokarbonkomponenter c = Number of hydrocarbon components

m = Antall ikke-null Egenverdier m = Number of non-zero Eigenvalues

M = Antall reduserte parametere. Lik m 1 M = Number of reduced parameters. Equal to 1

P = Trykk P = Pressure

Q = Reduserte variabler (M-vektor) av poster QaQ = Reduced variables (M-vector) of records Qa

Q = Reduksjonskoeffisientmatrise av størrelse Mc av poster qijQ = Reduction coefficient matrix of size Mc of entries qij

R = Universal gasskonstant R = Universal gas constant

T = Temperatur T = Temperature

x = Væskefasesammensetning (molfraksjoner) x = Liquid phase composition (mole fractions)

y = Dampfasesammensetning (motfraksjoner) y = Vapor phase composition (counter fractions)

Y = Ikke-normaliserte moler av prøvefasen Y = Non-normalized moles of sample phase

z = Matesammensetning (total) (molfraksjoner) z = Feed composition (total) (mole fractions)

Subskripter Subscribe

i,j = Komponentindeks i,j = Component index

α = Redusert variabelindeks α = Reduced variable index

L = Væske L = Liquid

V = Damp V = Steam

Superskripter Superscripts

F = Matefase F = Feeding phase

T = Prøvefase T = Trial phase

Greske symboler Greek symbols

Φ<1 = Fugasitetskoeffisient>Φ<1 = Fugacity coefficient>

δij= Binære interaksjonskoeffisienter (BIC) δij= Binary interaction coefficients (BIC)

Beskrivelsene fra Firoozabadi, A. og Pan, H., Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part I – Stability Analysis, SPE 63083 and Firoozabadi, A. and Pan, H., Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part II – Two-Phase Flash, SPE 7160 er her innlemmet i sin helhet. Likeledes refereres det til innholdet i US patent 2006/0036418 til Pita m.fl., Highly-Parallel, Implicit Compositional Reservoir Simulator for Multi-Million-Cell Models, i sin helhet. Endelig refereres det til Michael Michelsen og Kersti E. Bjurstrom, Increasing the Computational Speed of Flash Calculations with Applications for Compositional, Transient Simulations, Society of Petroleum Engineers, SPE 84181, februar 2006 SPE Reservoir Evaluation & Engineering. Endelig inneholder beskrivelsene Michael L. Michelsen, The Isothermal Flash Problem, Part II, Phase-split Calculation, Fluid Phase Equilibria, 9 (1982) 21-40 er også innlemmet i referansene i sinhelhet. The descriptions from Firoozabadi, A. and Pan, H., Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part I – Stability Analysis, SPE 63083 and Firoozabadi, A. and Pan, H., Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part II – Two-Phase Flash, SPE 7160 is incorporated here in its entirety. Likewise, reference is made to the contents of US patent 2006/0036418 to Pita et al., Highly-Parallel, Implicit Compositional Reservoir Simulator for Multi-Million-Cell Models, in its entirety. Finally, reference is made to Michael Michelsen and Kersti E. Bjurstrom, Increasing the Computational Speed of Flash Calculations with Applications for Compositional, Transient Simulations, Society of Petroleum Engineers, SPE 84181, February 2006 SPE Reservoir Evaluation & Engineering. Finally, the descriptions contained in Michael L. Michelsen, The Isothermal Flash Problem, Part II, Phase-split Calculation, Fluid Phase Equilibria, 9 (1982) 21-40 are also incorporated by reference in their entirety.

Fig. 4 viser de generelle trinn som tas under en ikke-lineær gjentakelsessløyfe. Det foretas beregninger om egenskaper og EOS. Deretter blir det generert en Jacobinmatrise. En lineær løsningsmetode blir løst for å løse et lineært sett av likninger for en oppløsning. Løsningen blir deretter prøvd på tilstrekkelig sammenløpning. Hvis ikke tilstrekkelig sammenløpt, foretas nye beregninger for EOS og egenskap. Eller blir de konverterte resultater brukt. Fig. 4 shows the general steps taken during a non-linear iteration loop. Calculations are made about properties and EOS. A Jacobin matrix is then generated. A linear solution method is used to solve a linear set of equations for a solution. The solution is then tested for sufficient convergence. If not sufficiently converged, new calculations are made for EOS and property. Or are the converted results used.

1 Tredjegradslikning om tilstanden 1 Cubic equation about the condition

For en ren substans, er en likning om tilstanden (EOS) et matematisk forhold mellom trykk, temperatur og volum, for en blanding blir en sammensetning lagt til dette forhold. Tredjegradsformen av EOS er den mest populære og især har Redlich-Kwong-Soave-Peng-Robinson-familien av EOS lenge vært industristandard ved sammensatte reservoarsimulering. For a pure substance, an equation of state (EOS) is a mathematical relationship between pressure, temperature and volume, for a mixture a composition is added to this relationship. The third degree form of EOS is the most popular and in particular the Redlich-Kwong-Soave-Peng-Robinson family of EOS has long been the industry standard for complex reservoir simulation.

Den foretrukne EOS skrives generisk i denne trykkeksplisittform The preferred EOS is written generically in this print explicit form

(1) (1)

temperaturavhengig aktivt uttrykk a = a(T) og hvor b er det frastøtende uttrykk. temperature-dependent active expression a = a(T) and where b is the repulsive expression.

Den spesifikke EOS tilsvarende parametervalgene m1og m2er gitt nedenfor: The specific EOS corresponding to the parameter choices m1 and m2 is given below:

Definering av kompressibilitetsfaktoren, eller Z-faktoren, Defining the compressibility factor, or Z-factor,

<(2)> <(2)>

BRT GRT

en omordning av (1) ve d å bruke definisjonene (2)-(4) gi tredjegradsformene EOS, a rearrangement of (1) by using definitions (2)-(4) gives the cubic forms EOS,

som blir løst avhengig av fase og andre betingelser for den riktige rot Z =Z(A,B). which is solved depending on the phase and other conditions for the right root Z =Z(A,B).

Ved å bruke EOS på en blanding, i motsetning til en ren substans, blir blanderegler brukt for å beregne parametrene a og b (eller tilsvarende A og B). By applying EOS to a mixture, as opposed to a pure substance, mixing rules are used to calculate the parameters a and b (or equivalently A and B).

Den mest vanlige brukte blanderegel for den attraktive parameter, er den symmetriske doble sum The most commonly used mixing rule for the attractive parameter is the symmetric double sum

Her er de binære interaksjonskoeffisienter (BIC) som sørger for kjemiske interaksjoner mellom komponenter av ulik type. Det er en symmetrisk matrisetype med null diagonale poster. Here are the binary interaction coefficients (BIC) which provide for chemical interactions between components of different types. It is a symmetric matrix type with zero diagonal entries.

Den avstøtte parameter blir vanligvis beregnet som et molgjennom snitt, The supported parameter is usually calculated as a mole average,

I uttrykkene (6)-(7), gis de rene komponentuttrykk av: In the expressions (6)-(7), the pure component expressions are given by:

som innfører reduserte trykktemperaturer which introduces reduced pressure temperatures

benevner komponentkritiske egenskaper. Funksjonsformen av temperaturavhengighetsfunksjonen avhenger av EOS som velges. Ved å bruke Wifor å benevne komponent av stigende faktor, blir definering sforholdene som følger: designates component critical properties. The functional form of the temperature dependence function depends on the EOS chosen. By using Wifor to name the component of rising factor, the definition becomes the conditions as follows:

Den ’’korrigerte” form av Peng-Robinson ble også støttet som et alternativ til (12) av formen The "corrected" form of Peng-Robinson was also supported as an alternative to (12) of the form

Uttrykket Ωbj= Ωboer en konstant avhengig av temperaturen for Redlich-Kwong-Soave-Peng-Robinson familien av EOS. Standardverdiene av EOS-konstantene Ωa0og Ωboer gitt på tabellen nedenfor og kan overstyres av brukeren: The expression Ωbj= Ωboer a constant depending on the temperature for the Redlich-Kwong-Soave-Peng-Robinson family of EOS. The default values of the EOS constants Ωa0 and Ωboer are given in the table below and can be overridden by the user:

En tradisjonell svakhet med to-parameter EOS, for eksempel (1) er ofte dårlig prediksjon av væsketettheten. For å løse denne ulempen, kan en tre-parameter utvidelse via standard Peneloux m.fl. volum skift kan brukes. I denne forbindelse blir molvolumet beregnet i samsvar med A traditional weakness with two-parameter EOS, for example (1) is often poor prediction of the liquid density. To solve this drawback, a three-parameter expansion via the standard Peneloux et al. volume shift can be used. In this connection, the molar volume is calculated in accordance with

Her er v<eos>molarvolumet predikert av EOS, likningene (2) og (5) og det korrigerte uttrykk blir beregnet fra Here v<eos>molar volume is predicted by EOS, equations (2) and (5) and the corrected expression is calculated from

hvor Xjbenevner fasesammensetningen og Cier et sett volumskift knyttet til where Xj denotes the phase composition and Cier a set of volume changes associated with

brukertilførte ikke-dimensjonale volumskift Si ifølge user-supplied non-dimensional volume shifts Si according to

Endelig er fugasitetskoeffisienter og deres derivativer fundamentale byggeblokker i konstruksjonen av EOS-algoritmer. De kan beregnes direkte fra EOS ved å bruke første prinsipper. For en EOS av den generaliserte type (1), kan de vises i formen Finally, fugacity coefficients and their derivatives are fundamental building blocks in the construction of EOS algorithms. They can be calculated directly from EOS using first principles. For an EOS of the generalized type (1), they can appear in the form

Fukasiteten av en komponent er et mål på dens ’’tendens til å unnslippe” fra en frase og er følgelig direkte anvendelig for likevektsberegninger The fucacity of a component is a measure of its "tendency to escape" from a phrase and is therefore directly applicable to equilibrium calculations

Betingelsen for termodynamisk likevekt kan uttrykkes som The condition for thermodynamic equilibrium can be expressed as

ekvivalent med φ’ hvorfra definisjonen av K-verdier kan innføres som equivalent to φ' from which the definition of K values can be introduced as

ϊ ΐ ϊ ΐ

2 Redusert variabelapproksimering til EOS 2 Reduced variable approximation to EOS

Som nevnt ovenfor er matrisen l-dy som er symmetrisk og følgelig forsynt med et helt, ortogonalt sett av egenvektorer og tilsvarende virkelige Egenverdier. Ved spektrale ekspansjonstheorem kan denne matrise følgelig vises som en rekke As mentioned above, the matrix is l-dy which is symmetric and consequently provided with a complete, orthogonal set of eigenvectors and corresponding real Eigenvalues. By the spectral expansion theorem, this matrix can therefore be shown as a series

Denne faktiske rangering av matrisen 1- δijvil avhenge av antallet ikkehydrokarbonkomponenter som finnes i fluidsystemet (spesifikt hvor mange ’’ulike” komponenter som finnes) og om δijhar blitt justert omfattende som en del av EOS-justeringen. This actual ranking of the matrix 1- δij will depend on the number of non-hydrocarbon components present in the fluid system (specifically how many "different" components are present) and whether δij has been adjusted extensively as part of the EOS adjustment.

I de fleste tilfeller, er imidlertid rangeringen lav hvor mange Egenverdier er ubetydelige eller null. In most cases, however, the ranking is low where many Eigenvalues are negligible or zero.

Det forutsettes følgelig at en Egenverdi i en størrelse som er mindre enn en bestemt falltoleranse på for eksempel |λα|< εtol, sikkert kan ignoreres uten å påvirke prediksjoner og hvor en effektiv rangering m ~ rangering (1 - δij oppstår. It is therefore assumed that an Eigenvalue in a size that is smaller than a certain drop tolerance of, for example |λα|< εtol, can be safely ignored without affecting predictions and where an effective ranking m ~ ranking (1 - δij occurs.

Ved omtrentlig fremstilling By approximate representation

kan nå innføres og føre til betydelige besparelser i algoritmer som innføres etter hvert, forutsatt at m«c gjelder. can now be introduced and lead to significant savings in algorithms that are introduced later, provided that m«c applies.

Det er verd å understreke at 1- by er en konstantmatrise for en fast fluidbeskrivelse og følgelig vil nedbrytningen i (15) bare bli beregnet en gang og kan brukes i algoritmer uten å utsettes for en kjøretids straff It is worth emphasizing that 1- by is a constant matrix for a fixed fluid description and consequently the decomposition in (15) will only be calculated once and can be used in algorithms without incurring a runtime penalty

Ved å erstatte den omtrentlige utvidelse (15) med (6), fås: By replacing the approximate expansion (15) with (6), we get:

La deretter M = m 1 og innføre matrisen Q(P,T) ∈ R<M>’<C>hvis elementene defineres av Then let M = m 1 and introduce the matrix Q(P,T) ∈ R<M>'<C>if the elements are defined by

Med disse definisjoner kan vi skrive (16) som With these definitions we can write (16) as

Innføre vektoren (Q i ... QM) av reduserte variabler, Introducing the vector (Q in ... QM) of reduced variables,

og erstatte (19) for (18) gir en særlig enkel form for A og dets molefraksjonsderivat: and substituting (19) for (18) gives a particularly simple form for A and its mole fraction derivative:

Det følger også at It also follows that

Merk at de fysiske begrensning er på molefraksjoner i fremtiden, 0 < x ≤ 1 innebærer at de reduserte variablene nødvendigvis blir tvunget av min/maks-verdiene av matrisepostene, dvs.: Note that the physical limitation is on mole fractions in the future, 0 < x ≤ 1 implies that the reduced variables are necessarily constrained by the min/max values of the matrix entries, i.e.:

Det følger især fra (23) at min(Bj)<B< max(Bj ) må gjelde. It follows in particular from (23) that min(Bj)<B< max(Bj ) must apply.

Innsetting av likninger (20)-(22) i stedet for A, ∑i og B i det opprinnelige uttrykk for fugasitetkoeffisienten (14), blir avhengigheten redusert fra c komponenter til det mindre sett M reduserte variabler, Inserting equations (20)-(22) instead of A, ∑i and B in the original expression for the fugacity coefficient (14), the dependence is reduced from c components to the smaller M reduced variables,

hvor Z = Z(Q) etterfulgt av Z=Z(A,B)i lys av likningene (20) og (22). where Z = Z(Q) followed by Z=Z(A,B) in light of equations (20) and (22).

3 Stabilitetsprøvealgoritme i reduserte variabler 3 Stability test algorithm in reduced variables

Stabiliteten av en blanding blir bestemt av tangentplanavstand (TPD)-kriteriet fastlagt avMichelsen, M.L, ’’The Isothermal Flash Problem, Part I. Stability”, Fluid Phase Equilibria 9 (1982) 1-19 som kan kort uttrykkes somfølger: The stability of a mixture is determined by the tangent plane distance (TPD) criterion established by Michelsen, M.L, "The Isothermal Flash Problem, Part I. Stability", Fluid Phase Equilibria 9 (1982) 1-19 which can be briefly expressed as follows:

Fasen av sammensetningen z er stabil ved den angitte P, T og hvis og bare hvis i The phase of the composition z is stable at the given P, T and if and only if i

for enhver tillatelige prøvesammensetning y. for any admissible sample composition y.

Globale minimeringsproblemer av denne type er ikke generelt direkte lette å ha med å gjøre, men et rimelig kompromiss og utfører et søk for stasjonære punkter (25) og verifiserer ikke-negativitet av TPD ved alle slike. Global minimization problems of this type are not generally directly straightforward to deal with, but a reasonable compromise and performs a search for stationary points (25) and verifies non-negativity of the TPD at all such.

De stasjonære punktene av TPD kan alle finnes blant løsningen av likningene The stationary points of the TPD can all be found among the solutions of the equations

In yi+ In φi(y) Inzi -Ιηφi(z)= k (26) In yi+ In φi(y) Inzi -Ιηφi(z)= k (26)

og en nødvendig betingelse for stabilitet er kravet at k ≡ TPD(y)> 0 ved alle stasjonære punkter. and a necessary condition for stability is the requirement that k ≡ TPD(y)> 0 at all stationary points.

En passende endring av variabler Yi ≡ yiexp(-k) transformerer (26) til c likninger i de utvungne, ikke-normaliserte moler, A suitable change of variables Yi ≡ yiexp(-k) transforms (26) into c equations in the unforced, non-normalized moles,

(27) (27)

eller, benevne den bestemte del av (27) som dj≡ In z; In^j(z), omskrevet mer kompakt or, denote the particular part of (27) as dj≡ In z; In^j(z), rewritten more compactly

Den nødvendige betingelse for stabilitet er således ved alle stasjonære punkter. The necessary condition for stability is thus at all stationary points.

For å foreta et omfattende søk etter stasjonære punkter og sikre at ingen ustabile tilstander mistes, krever standardprosedyren at likningene (28)blir løst med start fia både en ’’lett” og en ”tung” prøvefase. In order to carry out a comprehensive search for stationary points and ensure that no unstable states are missed, the standard procedure requires that the equations (28) be solved starting via both a "light" and a "heavy" test phase.

Det første estimat i slike beregninger er basert på Wilson K-verdier forutsatt at (T,P) ved uttrykket: The first estimate in such calculations is based on Wilson K values provided that (T,P) by the expression:

InK<w>= In(Pci/P) 5.373 ( 1Wi)( 1 - Tc/T) (29) InK<w>= In(Pci/P) 5.373 ( 1Wi)( 1 - Tc/T) (29)

3.1 Fremgangsmåte for direkte løsning 3.1 Procedure for direct solution

Denne formulering, som gjennom omfattende prøving har blitt foretrukket for en sammensatt reservoarsimulator, kan betraktes som en Newton-gjentakelse brukt direkte på systemet for å definere forhold for reduserte variabler i prøvefasemoler. Dette utføres ved å bruke bestemmelsene for stasjonæritet (28). This formulation, which through extensive testing has been preferred for a composite reservoir simulator, can be considered a Newton iteration applied directly to the system to define conditions for reduced variables in sample phase mols. This is carried out by using the provisions for stationarity (28).

For å gjøre ovennevnte konkret, kan man vurdere definisjonen med reduserte variabler (19) skrevet i residual form for prøvefasemolene Y. To make the above concrete, one can consider the definition with reduced variables (19) written in residual form for the sample phase moles Y.

Ved å innføre betingelsen med stasjonæritet (28), og observere at uttrykket InΦi kan betraktes som en funksjon av Qa, kan ved uttrykket prøvefasemolene som funksjon av de reduserte variabler, dvs: By introducing the condition of stationarity (28), and observing that the expression InΦi can be regarded as a function of Qa, by the expression the sample phase moles as a function of the reduced variables, i.e.:

(31) (31)

Sammenblanding av likningene (30)-(3 1) til et lukket system som må oppfylles av de M ukjente, reduserte variabler Qaved et stasjonært punkt av TPD-funksjonen: Mixing the equations (30)-(3 1) into a closed system that must be satisfied by the M unknown, reduced variables Qaved a stationary point of the TPD function:

Jacobinen av ovennevnte system kan vises med formen The Jacobin of the above system can be shown with the form

Derivativene av fugasitetskoeffisienten i (33) kan beregnes fia EOS via (24) The derivatives of the fugacity coefficient in (33) can be calculated via EOS via (24)

Etter løsning av Newton- systemet, After solving the Newton system,

blir løsningen oppdatert via the solution is updated via

(35) og de avnormaliserte moler blir deretter revidert for å oppfylle TPD-stasjonære (35) and the denormalized mols are then revised to meet TPD stationarity

realitetsforhold (31), dvs., reality (31), i.e.,

Hvis oppdatering (35) bryter grensene (23) på RVs, blir oppdateringen forlatt og et vanlig etterfølgende erstatning strinn utført i stedet. Dette utføres ved å bruke trinnet (36) med den gamle gjentakelsen Q<k>. If the update (35) violates the bounds (23) on the RVs, the update is abandoned and a regular subsequent replacement step is performed instead. This is performed using step (36) with the old iteration Q<k>.

4 Fasesplittalgoritme i redusert variable 4 Phase split algorithm in reduced variable

Når nærhet av to hydrokarbonfaser har blitt fastlagt (gjennom f. eks. stabilitetsanalyse), må sammensetningene og størrelsen av ekvilibriumfasene beregnes, tradisjonelt ved å løse sett av c ikke-lineære likninger med lik fugasitet for f.eks. molene i dampfasen. When the proximity of two hydrocarbon phases has been determined (through e.g. stability analysis), the compositions and sizes of the equilibrium phases must be calculated, traditionally by solving sets of c non-linear equations with equal fugacity for e.g. the moles in the vapor phase.

I dette avsnitt blir fremgangsmåten med redusert variabel beskrevet som i stedet løse et sett av (M 1) primærvariabler hvor P benevner en primær fase og β<p>er en tilsvarende fasefraksjon. In this section, the method with reduced variable is described as instead solving a set of (M 1) primary variables where P denotes a primary phase and β<p>is a corresponding phase fraction.

I prinsipp kan enten fasene benevnes som primær og løst for, men fra et numerisk standpunkt er det bedre å løse for minst rikelige fase, især nær fasegrensene. Således vil bli brukt nær et boblepunkt og nær et duggpunkt. In principle, either phase can be named as primary and solved for, but from a numerical standpoint it is better to solve for the least abundant phase, especially near the phase boundaries. Thus will be used near a bubble point and near a dew point.

Den minst rikelige fase bestemmes ved å løse Rachford-Rice-likningen for dampfraksjon basert på gjeldende matesammensetning ztog en tidligere gjetning for balanserte K-verdier, Ki ≡ yi/xi The least abundant phase is determined by solving the Rachford-Rice equation for vapor fraction based on the current feed composition ztog a prior guess for balanced K values, Ki ≡ yi/xi

Variablene tilsvarende ikke-løsningsfasen S (sekundær) blir beregnet fra en massebalanse: The variables corresponding to the non-solution phase S (secondary) are calculated from a mass balance:

Merk at det ikke er mulig å dele med null, forutsatt at fasen S er mer riktig. Note that it is not possible to divide by zero, assuming that the phase S is more correct.

Ved å bruke en fremgangsmåte som skissert i Firoozabadi, A. og Pan, H., ’’Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part II - Two-Phase Flash”, SPE 71603 løser settet av (M l)-likningene (forutsatt at damp er primærfasen), Using a procedure outlined in Firoozabadi, A. and Pan, H., ''Fast and Robust Algorithm for Compositional Modeling: Part II - Two-Phase Flash", SPE 71603 solves the set of (M l ) equations (provided that steam is the primary phase),

Ved å bruke standard Rachford-Rice forhold for å uttrykke denne fasesammensetning i K-verdier, gir Using the standard Rachford-Rice relationship to express this phase composition in K values gives

Systemet (39) er lukket siden K- verdiene kan vises bare å være avhengig av primærvariabler. Merk også at Rachford-Rice-likningen (nr. 2 i settet (39)) ikke blir løst separat i denne formulering, men snarere del av systemet med residualer eller rester. The system (39) is closed since the K values can be shown to depend only on primary variables. Note also that the Rachford-Rice equation (no. 2 in the set (39)) is not solved separately in this formulation, but rather part of the system of residuals.

4.1 Generalisert K-verdiform 4.1 Generalized K-value form

Systemet (39) må lineariseres for X<p>for den minst rikelige fase. For å fortsette vil det nå bli vist hvordan de definerte likninger kan skrives generisk for P og S-fasene og ’’generaliserte” K-verdier for å gjøre fasesvitsjingen praktisk. The system (39) must be linearized for X<p>for the least abundant phase. To continue, it will now be shown how the defined equations can be written generically for the P and S phases and "generalized" K values to make the phase switching practical.

Rachford-Rice-uttrykkene som bruker K-verdier i vanlig form er: The Rachford-Rice expressions using K values in regular form are:

Ved å innføre resiprokal K-verdier Ki= 1 /Ki vil det fremgå at By introducing reciprocal K values Ki= 1 /Ki it will appear that

Dette eksempel gjør det klart at ved å innføre generaliserte K-verdier som sammenfaller med standard K-verdier når primærfasen er damp og for øvrig like resiprokal K-verdier, dvs., This example makes it clear that by introducing generalized K-values that coincide with standard K-values when the primary phase is steam and otherwise equal reciprocal K-values, i.e.,

(40) (40)

blir sekundære og primærfasesammensetningen gitt av the secondary and primary phase compositions are given by

Fasesplittbetingelsene kan nå skrives ensartet som: The phase splitting conditions can now be written uniformly as:

4.2 Jacobinsystem 4.2 Jacobin system

Benevn primære- og sekundære variabler Name the primary and secondary variables

Gitt derivativene av primær/sekundær fasesammensetningene i forhold til primærvariablene, blir Jacobinsystemet lett satt sammen fra de resterende definisjoner: Given the derivatives of the primary/secondary phase compositions with respect to the primary variables, the Jacobin system is easily assembled from the remaining definitions:

4.2.1 Derivativer av fasesammensetninger 4.2.1 Derivatives of phase compositions

Bruk formelen for fasesammensetninger i forbindelse med generaliserte K-verdier, Using the formula for phase compositions in conjunction with generalized K values,

Sett inn for eksempel K”'Ki -1 og vi firmer vi: Insert, for example, K”'Ki -1 and we sign:

Og And

4.2.2 Derivativer av generaliserte K-verdier 4.2.2 Derivatives of generalized K values

Fra definisjonen av generaliserte K-verdier, følger det at From the definition of generalized K values, it follows that

Ved å bruke massebalanse, kan primærvariable derivativer av den sekundære fase fugasitet skrives som Using mass balance, primary variable derivatives of the secondary phase fugacity can be written as

4.2.3 Derivativer av fugasiteter 4.2.3 Derivatives of fugasities

Derivativene av fugasitetskoeffisienter i forbindelse med RV av tilsvarende The derivatives of fugacity coefficients in connection with the RV of the corresponding

fase vist i likningene (46) og (47) følger direkte fia (24). phase shown in equations (46) and (47) follows directly via (24).

4.3 Newton-oppdatering 4.3 Newton Update

Etter konstruksjonen av restverdier (42) og sammensetning av After the construction of residuals (42) and composition of

Jacobinersystemet via likningene (43)-(47), kan Newton- systemet The Jacobin system via equations (43)-(47), can the Newton system

løses og nye gjentakelser generes fra is solved and new iterations are generated from

Som tidligere nevnt i forbindelse med stabilitetsprøving, må de oppdaterte, reduserte variabler alltid oppfylle begrensning ene (23). I dette tilfellet må fasefiaksjonen også sikres for å forvisse seg om at de fysiske grenser 0 < β< 1 blir respektert. Se fig. 3 som skjematisk viser disse grensene. As previously mentioned in connection with stability testing, the updated, reduced variables must always fulfill constraint one (23). In this case, the phase shift must also be ensured to ensure that the physical limits 0 < β < 1 are respected. See fig. 3 which schematically shows these limits.

Hvis brudd på disse begrensningene påvises på ethvert punkt i den gjentatte sekvens definert av (48), utelukkes enten betingelsene gitt tilsvarende en enkelt fase eller en innledende gjetning av dårlig kvalitet, konvergensen. I slike tilfeller er det å foretrekke å avslutte gjentakelsene og fortsette med flash-beregninger fia begynnelsen. If violation of these constraints is detected at any point in the repeated sequence defined by (48), either the conditions given corresponding to a single phase or a poor quality initial guess rule out the convergence. In such cases, it is preferable to terminate the iterations and continue with flash calculations from the beginning.

5 Reservoarflash - En oppsummering 5 Reservoir flash - A summary

Fig. 4 er et funksjonsskjema av en ikke-lineær gjentakelsessløyfe med flashberegninger foretatt under datasimulering av en fluidstrøm ifølge oppfinnelsen i en undergrunns, hydrokarbonbærende reservoarmodell. Fig. 2 er et flytskjema som viser den kombinerte bruk av kondisjonsstabilitetsprøven og redusert, variabel transformasjon for å løse flash-problemet på et bestemt tidstrinn av en sammensatt reservoarsimulator. Fig. 4 is a functional diagram of a non-linear repetition loop with flash calculations made during computer simulation of a fluid flow according to the invention in an underground, hydrocarbon-bearing reservoir model. Fig. 2 is a flow chart showing the combined use of the condition stability test and reduced variable transform to solve the flash problem at a particular time step of a composite reservoir simulator.

PVT -modulen i en reservoarsimulator er alltid ansvarlig for å påvise forekomsten av nye faser i hver beregnet gittercelle siden denne informasjonen ikke på noen måte kan hentes for å sette flere primærvariabler og reservoarlikninger. The PVT module in a reservoir simulator is always responsible for detecting the occurrence of new phases in each calculated grid cell since this information cannot be retrieved in any way to set more primary variables and reservoir equations.

For celler hvor det finnes ekvilibriumfaser, blir situasjonen annerledes ved at tilsvarende ekvilibriumbegrensning viser seg i generelle systemer av hovedlikninger, For cells where there are equilibrium phases, the situation is different in that the corresponding equilibrium limitation appears in general systems of master equations,

Det er mulig å ganske enkelt ta med restverdiene (49) i resten av systemet idet dette innebærer at simulator- og flashrester sammenfaller uten spesielle flashberegninger. Den andre mulighet, kjent som ’’nøyaktig flash” bestemmer equilibriumfaser og sammensetninger som oppfyller (49) en streng toleranse. Ved den nøyaktige flashffemgangsmåte, blir restverdiene (49) (numerisk) null på grunn av utførte flashgjentakelser. Andre derivativer av (49) i forbindelse med simulatorvariabler er nødvendig for å ta hensyn til bidraget av ekvilibrium til Jacobinsimulatoren. It is possible to simply include the residual values (49) in the rest of the system, as this implies that simulator and flash residuals coincide without special flash calculations. The second possibility, known as "exact flash" determines equilibrium phases and compositions that meet (49) a strict tolerance. In the exact flash method, the residual values (49) become (numerically) zero due to performed flash repetitions. Other derivatives of (49) in conjunction with simulator variables are needed to take into account the contribution of equilibrium to the Jacobin simulator.

Den nøyaktige flashffemgangsmåte er foretrukket, delvis på grunn av at den fører til en moduloppbygning, men hovedsakelig på grunn av at sammenfallingen av svært ikke-lineære flashbegrensninger hyppig krever spesiell behandling. I tillegg vil ekstraarbeidet i forbindelse med å utføre nøyaktig flashberegninger igjen forskyves ved en raskere sammenfalling av simulatorens ikke-lineære gjentakelse som oppstår fra mer nøyaktige equilibriumfaser. The exact flash method is preferred, partly because it leads to a modular structure, but mainly because the coincidence of highly non-linear flash constraints often requires special treatment. In addition, the extra work associated with performing accurate flash calculations will again be offset by a faster convergence of the simulator's non-linear iteration arising from more accurate equilibrium phases.

En effektiv anvendelse av stabilitetsprøving av fastprøvealgoritmer presentert i avsnittet 3.1 og 4 på den gjentatte løsning av flashproblemer som møtes i løpet tidstrinnene i simulatoren, krever nøyaktig bruk av eksisterende betingelser for trykk, temperatur og sammensetning på simuleringsgitteret. An effective application of stability testing of fixed-trial algorithms presented in Sections 3.1 and 4 to the iterative solution of flash problems encountered during the time steps in the simulator requires accurate use of existing conditions of pressure, temperature and composition on the simulation grid.

5.1 Tofaseområde 5.1 Two-phase area

Generelt vil mettede celler svært sannsynlig forbli tofaset i stedet for å gå over til enfaset i etterfølgende gjentakelser. I de aller fleste tilfeller gir equilibriumfasesammensetninger og -størrelser som allerede er beregnet, et utmerket utgangspunkt for nye fasesplittberegninger ved de oppdaterte cellebetingelser. Følgelig vil det alltid bli gjort et forsøk på fortsette direkte til Newton-prosedyren som er beskrevet i avsnitt 4.3 ved bruk av tidligere K-verdier som innledende gjetning og konvergere hovedlikningene (42) til en streng resttoleranse (standard er Σsplit= 10<10>) i et svært lite antall gjentakelser. Overdrevne gjentakelser, eller overskyting i gjentatte variabler, hvis dette skulle oppstå, fører til en rask avslutning av gjentakelsen i favør av de første flashberegninger. In general, saturated cells are very likely to remain biphasic rather than transition to monophasic in subsequent iterations. In the vast majority of cases, equilibrium phase compositions and sizes that have already been calculated provide an excellent starting point for new phase split calculations at the updated cell conditions. Consequently, an attempt will always be made to proceed directly to the Newton procedure described in section 4.3 using previous K values as an initial guess and to converge the master equations (42) to a strict residual tolerance (default is Σsplit= 10<10> ) in a very small number of repetitions. Excessive iterations, or an excess in repeated variables, should this occur, lead to a quick termination of the iteration in favor of the first flash calculations.

5.2 Enkeltfaseområde 5.2 Single-phase area

Celler som er undermettet, vil heller mest sannsynlig forbli enkeltfaset enn å utvikle tilleggsfase, men dette kan bare fastlegges med absolutt sikkerhet gjennom stabilitetsprøving og den tradisjonelle fremgangsmåte krever at denne prøving begynner fra et grovt startpunkt, for eksempel Wilsons K-verdier, likning (29) og bruk av en ’lett’ og en ’tung’ prøvefase for hver ny betingelse som møtes. Cells that are undersaturated are more likely to remain single phase than to develop additional phase, but this can only be determined with absolute certainty through stability testing and the traditional method requires this testing to begin from a rough starting point, for example Wilson's K values, equation (29 ) and using a 'light' and a 'heavy' trial phase for each new condition encountered.

Et hensiktsmessig formål er å redusere antall kostbare stabilitetsprøver som utføres. Dette har vært forsøkt tidligere ved å begrense prøvingen til bestemte kandidatceller, for eksempel slik som grenser mot klynger av eksisterende tofaseceller. Imidlertid blir slike algoritmer til slutt heuristiske og innfører gjentakende komponent i den betydning av at nye naboer må prøves etter at ustabilitet har blitt avslørt. Dette har uønskete virkninger i den parallelle simulator. An appropriate purpose is to reduce the number of expensive stability tests that are carried out. This has been attempted in the past by limiting the testing to specific candidate cells, for example those bordering clusters of existing two-phase cells. However, such algorithms eventually become heuristic and introduce an iterative component in the sense that new neighbors must be tried after instability has been revealed. This has undesirable effects in the parallel simulator.

Den foretrukne fremgangsmåte som er knyttet til Claus P. Rasmussen, Kristian Krejbjerg, Michael L. Michelsen og Kersti E. Bjurstrom, Increasing the Computational Speed of Flash Calculations with Applications for Compositional, Transient Simulations, Society of Petroleum Engineers, SPE 84181, Februar 2006 SPE Reservoir Evaluation & Engineering og vil herved refereres til Conditional Stability Testing (CST). I stedet for å vurdere locale gitterforhold, blir denne fremgangsmåte basert på å overvåke hver enkelt faset celles omtrentlige plassering i faseplanet. Bildet nedenfor viser tilfellene som oppstår. The preferred method associated with Claus P. Rasmussen, Kristian Krejbjerg, Michael L. Michelsen and Kersti E. Bjurstrom, Increasing the Computational Speed of Flash Calculations with Applications for Compositional, Transient Simulations, Society of Petroleum Engineers, SPE 84181, February 2006 SPE Reservoir Evaluation & Engineering and will hereby refer to Conditional Stability Testing (CST). Instead of considering local lattice conditions, this method is based on monitoring each individual phased cell's approximate location in the phase plane. The image below shows the cases that occur.

Enkeltfaseområdet er videre oppdelt i et ”skygge”-område (C) ved siden av fasegrensen og karakteriseres som settet av P og T for hvilke TPD-likninger (26) har en ikke-triviell løsning med en tilsvarende positiv verdi av TPD. Utenfor skyggeområdet er fjernområdet (D) hvor bare en triviell løsning (y = z) for TPD-likningene finnes. Skyggeområdet virker således som en buffer mellom statusene langt inn i enkeltfaseområdet og selve tofaseområdet. The single-phase area is further divided into a "shadow" area (C) next to the phase boundary and is characterized as the set of P and T for which TPD equations (26) have a non-trivial solution with a corresponding positive value of TPD. Outside the shaded region is the far region (D) where only a trivial solution (y = z) for the TPD equations exists. The shadow area thus acts as a buffer between the statuses far into the single-phase area and the two-phase area itself.

Den sentrale ide med CST er å forsøke og hoppe over stabilitetsberegningene i sone (D) forutsatt at størrelsen av endringen opplevd i en gitt celle er tilstrekkelig liten. For celleområdet (C), blir stabilitetsprøvingen ”enkeltsidet” og begynner med Newtongjentakelsen fra den foregående, beregnete og ikke-trivielle løsning med positiv TPD. The central idea of CST is to try and skip the stability calculations in zone (D) provided that the magnitude of the change experienced in a given cell is sufficiently small. For the cell area (C), the stability test is "single-sided" and begins with the Newton iteration from the previous, calculated and non-trivial solution with positive TPD.

Etter hvert som bredden av skyggesonen kan vise seg å krympe til null i det kristiske området, blir det nødvendig med et mål på avstanden til det kritiske punkt for sikkert å kunne hoppe over beregninger i sone (D). Dette mål, innført av Michelsen, gis av den minste Egenverdi av matrisen As the width of the shadow zone can be shown to shrink to zero in the critical region, a measure of the distance to the critical point becomes necessary to safely skip calculations in zone (D). This measure, introduced by Michelsen, is given by the smallest Eigenvalue of the matrix

Når betingelsene Ρ*, Τ*, zi* i en celle finnes til å ligge i området (D), blir matrisen (50) beregnet og dens minste egenverdi λΒ= min(eig(B)) bestemt. Alle verdier merket (*) blir da lagret for gjenbruk. When the conditions Ρ*, Τ*, zi* in a cell are found to lie in the area (D), the matrix (50) is calculated and its smallest eigenvalue λΒ= min(eig(B)) is determined. All values marked (*) are then saved for reuse.

I etterfølgende beregninger ved nye betingelser definerer P, T, z; tilstandsvariable endringer i forhold til basispunktet som In subsequent calculations under new conditions, P, T, z define; state variable changes relative to the base point which

(51) (51)

En beregningsmessig toleranse blir fastlagt ved å skallere en bruker tilført toleranseparameter (standardverdi εΑ= 0,1) av den tabulerte, omtrentelige avstand fra det kritiske punkt A computational tolerance is determined by scaling a user-supplied tolerance parameter (default value εΑ= 0.1) by the tabulated, approximate distance from the critical point

Stabilitetsprøven kan utelates ved nye betingelser forutsatt at følgende tilstander alle oppfylles: The stability test can be omitted under new conditions, provided that the following conditions are all met:

5.3 Innledende flashberegninger 5.3 Initial flash calculations

I fremgangsmåtene skissert i avsnittene 5.1 og 5.2 ovenfor, finnes det muligheter for algoritmefeil. For eksempel kan en antatt tofasetilstand faktisk være en enkelfase eller kvaliteten av den første gjetning utilstrekkelig for å tillate korrigering i Newtons fremgangsmåte. Analogt kan enkelfasetilstand som tidligere befant seg i skygge- eller fjemområdet ha endret seg i betingelser som er for store til å kunne trekke den slutning at fluidet holder seg stabilt ved en enkelt fase. I slike tilfeller oppstår situasjoner hvor ingen innledende informasjon finnes, blir det nødvendig med en første beregning. Nærværende fremgangsmåte er basert på Michelsens arbeid. Hovedforskjellen ligger i bruken av den reduserte, variable teknikk avsnitt 3.1 for stabilitetsprøvetrinnet. In the procedures outlined in sections 5.1 and 5.2 above, there are opportunities for algorithmic errors. For example, an assumed two-phase condition may actually be a single phase or the quality of the first guess insufficient to allow correction in Newton's method. Analogously, a single-phase state that was previously in the shadow or remote area may have changed in conditions that are too great to be able to draw the conclusion that the fluid remains stable at a single phase. In such cases, situations arise where there is no initial information, an initial calculation becomes necessary. The present procedure is based on Michelsen's work. The main difference lies in the use of the reduced, variable technique section 3.1 for the stability test step.

Det skal først bemerkes at for tofaser av antatt sammensetning x, y, kan forskjellen i GFE med fluidet betraktes som en enkelt fase, uttrykkes som: It should first be noted that for two phases of assumed composition x, y, the difference in GFE with the fluid can be considered as a single phase, expressed as:

Ved å bruke massebalanse i; = (1 - β)χί+ βyi;kan dette beskrives som By using mass balance in; = (1 - β)χί+ βyi; this can be described as

eller i erkjennelse av tangentplanavstanden av væske- og dampsammensetninger, or in recognition of the tangent plane distance of liquid and vapor compositions,

ΔG = (1 - β)TPD(x ) βTPD{y) ΔG = (1 - β)TPD(x ) βTPD{y)

Hvis sammensetningene x, y kan finnes for å oppfylle massebalansen med AG < 0, blir blandingen z; ustabil ved gjeldende betingelser P og T. Hvis det i tillegg enten TPD(x) < 0 eller TPD(y) < 0, blir blandingen også ustabil (i praksis blir en liten terskelverdi brukt i stedet for null, blir standardinnstillingen TPD z εstab<=>-10<11>). I slike situasjoner blir stabilitetsprøven overflødig. If the compositions x, y can be found to satisfy the mass balance with AG < 0, the mixture becomes z; unstable at the current conditions P and T. If, in addition, either TPD(x) < 0 or TPD(y) < 0, the mixture also becomes unstable (in practice, a small threshold value is used instead of zero, the default setting becomes TPD z εstab< =>-10<11>). In such situations, the stability test becomes redundant.

Trinnene i Ab Initio- algoritmen blir som følger: The steps in the Ab Initio algorithm are as follows:

Evaluer først φ ( P , T, z), Gibbs Free Energy av matingen og Wilson K-verdier First evaluate φ ( P , T, z ), Gibbs Free Energy of the feed and Wilson K values

ved å bruke likning (29). Deretter utføres sykluser av etterfølgende erstatning. Hvis AG < 0, 0 under denne fremgangsmåte observeres, blir matingen ustabil og gjeldende sammensetninger kan brukes i etterfølgende splittberegninger. Hvis det i stedet er tilfellet at TPD(x) < 0 eller TPD(y) < 0, gjelder samme slutning. Valget av estimater vil nå være basert på hvilken fase som indikerte ustabilitet, dvs. hvis TPD(x) < 0, estimerer K-verdier som log Hvis ustabilitet etter tre gjentakelser ikke har blitt avslørt, er ingen bestemt konklusjon mulig og en full stabilitetsprøve må utføres. using equation (29). Then cycles of subsequent replacement are performed. If AG < 0.0 during this procedure is observed, the feed becomes unstable and current compositions can be used in subsequent split calculations. If instead it is the case that TPD(x) < 0 or TPD(y) < 0, the same conclusion applies. The choice of estimates will now be based on which phase indicated instability, i.e. if TPD(x) < 0, estimate K values as log If after three repetitions instability has not been revealed, no definite conclusion is possible and a full stability test must is performed.

Hvis ustabilitet påvises, enten gjennom stabilitetsprøving eller SS-fremgangsmåten skissert ovenfor, blir estimater nå tilgjengelig for hvilke den objektive funksjon AG er negativ. Tre ekstra sykluser som hver består av tre SS -gjentakelser blir brukt hver etterfulgt av et forsøk på å akselerere prosessen. Bare konvergering til et minimum av GFE er mulig ved denne fremgangsmåten. Hvis konvergeringstoleransen oppfylles etter fullføring av syklusene, avsluttes logaritmen, hvis ikke, blir det brukt en andre ordens rigorøs GFE-minimeringsalgoritme med streng nedstigning brukt for den endelige konvergens. Følgelig unngås alltid den trivielle løsning og konvergens til et minimum av GFE blir garantert. If instability is detected, either through stability testing or the SS procedure outlined above, estimates now become available for which the objective function AG is negative. Three additional cycles each consisting of three SS repeats are used each followed by an attempt to accelerate the process. Only convergence to a minimum of GFE is possible with this method. If the convergence tolerance is met after completing the cycles, the logarithm terminates, if not, a second-order rigorous GFE minimization algorithm is used with strict descent applied for the final convergence. Consequently, the trivial solution is always avoided and convergence to a minimum of GFE is guaranteed.

5.4 Fasemerking 5.4 Phase marking

Etter at det har blitt bekreftet at fluidet av sammensetningen z; er stabil som en enkelt fase ved gjeldende trekk og temperatur, må et merke av enten ’olje’ eller ’gass’ tildeles den, idet hovedårsaken er behovet for å bruke den riktige relative permeabilitetstabellberegning av fasens strømningsegenskaper. After it has been confirmed that the fluid of composition z; is stable as a single phase at the current draw and temperature, a label of either 'oil' or 'gas' must be assigned to it, the main reason being the need to use the correct relative permeability table calculation of the flow properties of the phase.

Det er imidlertid viktig å fremheve at en slik merking gradvis blir meningsløs etter hvert som det kritiske punkt nærmer seg og at det for tiden ikke finnes noen universell akseptert metode for merking, idet gjeldende simulatorer viser en stor variasjon i denne henseende. Ut fra et fysisk standpunkt kan ikke strømningsegenskapene av en fase avhenge av denne merking ettersom fasene ikke kan skilles fra hverandre. However, it is important to highlight that such marking gradually becomes meaningless as the critical point approaches and that there is currently no universally accepted method for marking, as current simulators show a large variation in this regard. From a physical point of view, the flow properties of a phase cannot depend on this label as the phases cannot be separated from each other.

Selv om det vil fremgå at den mest rigorøse fremgangsmåte for merking er bestemmelse av blandingens virkelige kritiske punkt, hvilket er en kostbar prosess og en nøyaktig bestemmelse kan det ikke være nødvendig, især hvis egenskapene blir ekstra polerte mellom olje og gass nær de virkelige eller omtrentlige, kritiske punkt. Although it will be seen that the most rigorous method of marking is the determination of the true critical point of the mixture, which is an expensive process and an accurate determination may not be necessary, especially if the properties are extra polished between oil and gas close to the true or approximate , critical point.

Av disse årsaker bruker nærværende simulator en enkel korrelering for kvasikritisk temperatur som kan forventes å være tilstrekkelig nøyaktig for riktig merking av fasen i god avstand fra blandbare forhold. Denne såkalte Li-korrelering representerer et vektet gjennomsnitt av komponentens kritiske temperatur, For these reasons, the present simulator uses a simple correlation for quasi-critical temperature which can be expected to be sufficiently accurate to correctly label the phase well away from miscible conditions. This so-called Li correlation represents a weighted average of the component's critical temperature,

Her er Γ en korrigeringsfaktor som typisk enhet med mindre modellen må justeres til å passe til de innledende data, dvs. stedet for en gass-olje-kontakt. Here, Γ is a correction factor typically unity unless the model needs to be adjusted to fit the initial data, i.e. the location of a gas-oil contact.

Ved å bruke (52) ved drifttemperatur T, blir et fluid som oppfyller Using (52) at operating temperature T, a fluid that fulfills

merket olje, eller for øvrig gass. labeled oil, or otherwise gas.

På flg. 4 er det vist en fremgangsmåte for reservoarsimulering. I trinnet 100 brukes reservoarmodell og reservoardata. Fluidfaseegenskapene og tilstandslikninger blir beregnet i trinn 110. Slike beregninger kan være som beskrevet i avsnittene 1-4 her. En Jacobinmatrise blir generert i trinn 120 og kan være som beskrevet i avsnittene 1-4.2 her. De lineære likninger blir således løst i trinn 130 ifølge beskrivelsen i avsnittene 1-4 — 2.3. Løsningen blir deretter oppdatert i trinn 140 i henhold til beskrivelsen i avsnitt 1-4.3. Deretter blir løsningen drevet for stabilitet eller konvergens ifølge beskrivelsen i avsnittene 1-4.2. 3. Deretter blir den beregnete løsning sendt til brukeren i trinn 160. Fig. 4 shows a procedure for reservoir simulation. In step 100, the reservoir model and reservoir data are used. The fluid phase properties and equations of state are calculated in step 110. Such calculations can be as described in sections 1-4 here. A Jacobin matrix is generated in step 120 and may be as described in sections 1-4.2 herein. The linear equations are thus solved in step 130 according to the description in sections 1-4 — 2.3. The solution is then updated in step 140 according to the description in section 1-4.3. The solution is then driven for stability or convergence according to the description in sections 1-4.2. 3. Then the calculated solution is sent to the user in step 160.

På fig. 5 er det vist en fremgangsmåte 200 for reservoarsimulering. I trinn 210 blir en celle valgt med en dampfase og en væskefase i cellen. En beregning blir foretatt om dampfasen og væskenfasen finnes i en mindre rikelig mengde i trinn 220. I trinn 230 blir fasen med minst rikelig mengde tildelt som primærfase og den andre fase tildelt sekdunærfasen. I trinn 240 blir faseegenskapene av primærfasen beregnet ved å bruke primærvariablene med primærfasen og faseegenskapene av den sekundære fase blir også beregnet ved å bruke massebalansen og de andre variabler tilknyttet den sekundære fase. I trinn 250 blir stabilitet sikret i beregningene ved dividering med primærfasen snarere enn med en verdi nær null. In fig. 5, a method 200 for reservoir simulation is shown. In step 210, a cell is selected with a vapor phase and a liquid phase in the cell. A calculation is made whether the vapor phase and the liquid phase are present in a less abundant amount in step 220. In step 230, the phase with the least abundant amount is assigned as the primary phase and the other phase is assigned to the secondary phase. In step 240, the phase properties of the primary phase are calculated using the primary variables with the primary phase and the phase properties of the secondary phase are also calculated using the mass balance and the other variables associated with the secondary phase. In step 250, stability is ensured in the calculations by dividing by the primary phase rather than by a value close to zero.

I fremgangsmåten kan faseegenskapene av primær- og sekundærfasen omfatte trykk, temperatur og trykk av primærfasen. I fremgangsmåten kan faseegenskapene av primær- og sekundærfasen omfatte trykk, temperatur, trykk, sammensetning og en størrelse av primærfasen. In the method, the phase properties of the primary and secondary phases may include pressure, temperature and pressure of the primary phase. In the method, the phase properties of the primary and secondary phase may include pressure, temperature, pressure, composition and a size of the primary phase.

I fremgangsmåten kan beregningene i trinn 240 videre omfatte følgende trinn for å beregne faseegenskapene av primær- og sekundærfasen: (i) bruke en redusert, variabel algoritme med primær- og sekundærvariabelen tilknyttet primær- og sekundærfasen som produserer et Rachford-Rice-uttrykk, (ii) lineærisere Rachford-Rice uttrykket med K-verdier og resiproserende K-verdier for derved å frembringe lineære uttrykk, (iii) generere en Jacobinmatrise ved å utnytte primær- og sekundærvariabelen og (iv) løse de lineære uttrykk og i Jacobinmatrisen for å oppdatere egenskapene og prøve for stabilitet. Slike trinn er beskrevet i avsnittene 1-4.2.3 her. I ovennevnte fremgangsmåte, kan trinn (iii) også omfatte trinnene: (1) beregne derivative fasesammensetninger, (2) beregne derivative av K-verdier og (3) beregne derivative avfugasitetskoeffisienter tilsvarende hver av primær- og sekundærvariablene. In the method, the calculations in step 240 may further include the following steps to calculate the phase characteristics of the primary and secondary phases: (i) using a reduced variable algorithm with the primary and secondary variables associated with the primary and secondary phases producing a Rachford-Rice expression, ( ii) linearize the Rachford-Rice expression with K-values and reciprocal K-values to thereby produce linear expressions, (iii) generate a Jacobin matrix by utilizing the primary and secondary variables and (iv) solve the linear expressions and in the Jacobin matrix to update properties and test for stability. Such steps are described in sections 1-4.2.3 here. In the above method, step (iii) may also include the steps: (1) calculate derivative phase compositions, (2) calculate derivatives of K values and (3) calculate derivative fugacity coefficients corresponding to each of the primary and secondary variables.

På fig. 2 og 6 er det vist en annen fremgangsmåte 300 for å bestemme sammensetning av fluid i en celle under en dataaktivert reservoarsimulering. I trinn 310 blir direkte, reduserte variable splittberegninger utført ved å bruke K-verdier når cellen hadde et fluid med flere faser i et foregående tidstrinn. I trinn 320 blir en enkeltsidet, redusert variabel stabilitetsprøve utført ved å bruke dampbegynnende moler når cellen hadde et fluid med en enkelt fase i skyggeområdet, dvs. væskesiden i det foregående tidstrinn. I trinn 330 blir en enkeltsidet, redusert, variabel stabilitetsprøve utført ved å bruke væskebegynnende moler når cellen har et fluid med en enkelt fase anbrakt i skyggeområdet, dvs. dampsiden i det foregående tidstrinn. I trinn 340 blir en første flash-beregning utført på cellen for å bestemme fluidsammensetning og videre til trinn 360 når cellen er i fjernområdet. Den første beregning kan være som beskrevet i avsnitt 5.3 her. I trinn 350 avgjøres det om det finnes en feil i trinn 310, 320 eller 330. I trinn 350 blir en første plassberegning også utført på cellen for å bestemme fluidsammensetning og deretter fortsetter fremgangsmåten til trinn 360 når det blir bestemt at det finnes en feil. I trinn 350, og når fluidet avgjøres til å være en enkelt fase, blir tilleggsberegninger utført for å bestemme plasseringen i faseplan og trinnene 320-340 blir gjentatte. I trinn 360 blir de beregnete resultater brukt når det ikke er noen feil. In fig. 2 and 6, another method 300 is shown for determining composition of fluid in a cell during a computer-activated reservoir simulation. In step 310, direct reduced variable split calculations are performed using K values when the cell had a multiphase fluid in a previous time step. In step 320, a single sided reduced variable stability test is performed using vapor incipient moles when the cell had a single phase fluid in the shadow region, i.e., the liquid side in the previous time step. In step 330, a single sided reduced variable stability test is performed using liquid starting moles when the cell has a single phase fluid located in the shadow region, i.e. the vapor side in the previous time step. In step 340, a first flash calculation is performed on the cell to determine fluid composition and on to step 360 when the cell is in the remote region. The first calculation can be as described in section 5.3 here. In step 350, it is determined whether there is an error in step 310, 320, or 330. In step 350, a first space calculation is also performed on the cell to determine fluid composition and then the process continues to step 360 when it is determined that an error exists. In step 350, when the fluid is determined to be a single phase, additional calculations are performed to determine the location in the phase plane and steps 320-340 are repeated. In step 360, the calculated results are used when there are no errors.

På fig. 7 i systemet 390, er et datamaskinlesbart medium 410 vist brukt under en reservoarsimulering for å bestemme sammensetning av fluidet i en celle. Som det vil fremgå for en fagmann, kan de datamaskinlesbare media også være en komponent i et system hvor de danner maskinlesbare medier eller programvare 410 som skal sammen med en inngangsenhet 400, for eksempel en dataterminal og en sentral behandlingsenhet (CPU) 460. En fagmann vil også lett forstå at et slikt system også kan være en del av et datanett. Datamaskinmediene 410 omfatter datamottaker 420 som mottar signaler om reservoarmodell og data fra en kilde. Datamaskinmediene 410 omfatter også minst én tildeler for rikelig mengde 430 som beregner om en dampfase og en væskefase av fluid i cellen finnes i minst en mengde som svar på inngangsdata mottatt av datamottakeren. Tildeleren 430 for overskytende mengde tildeler også fasen som har den beregnete minst rikelige mengde som primærfase og tildeler den andre fasen som den sekundære fase. In fig. 7 in the system 390, a computer readable medium 410 is shown used during a reservoir simulation to determine composition of the fluid in a cell. As will be apparent to one skilled in the art, the computer-readable media may also be a component of a system where they form machine-readable media or software 410 to interface with an input device 400, such as a computer terminal and a central processing unit (CPU) 460. A person skilled in the art will also easily understand that such a system can also be part of a computer network. The computer media 410 includes a data receiver 420 that receives reservoir model signals and data from a source. The computer media 410 also includes at least one abundance allocator 430 that calculates whether a vapor phase and a liquid phase of fluid in the cell are present in at least an amount in response to input data received by the data receiver. The excess amount allocator 430 also assigns the phase having the calculated least abundant amount as the primary phase and assigns the other phase as the secondary phase.

Datamaskinmediene 410 omfatter også en kalkulator for fluidfaseegenskapen 440 som beregner faseegenskaper av primærfasen ved å utnytte primærvariabler i primærfasen. Fluidfaseegenskapskalkulatoren 440 beregner også faseegenskaper av sekundærfasen ved å utnytte massebalanse og sekundærvariabler tilknyttet sekdundærfasen. Fluidfaseegenskapskalkulatoren 440 sikrer derved stabilitet ved å dele med primærfasen snarere enn å dividere med en verdi nær null. Datamaskinmediene 440 omfatter også en utgangsprodusent 450 som er tilpasset for å produsere og kommunisere de beregnete faseegenskapene av fluidet til et lesbart format, for eksempel til en skjerm eller en skriver. The computer media 410 also includes a fluid phase property calculator 440 which calculates phase properties of the primary phase by utilizing primary variables in the primary phase. The fluid phase property calculator 440 also calculates phase properties of the secondary phase by utilizing mass balance and secondary variables associated with the secondary phase. The fluid phase property calculator 440 thereby ensures stability by dividing by the primary phase rather than dividing by a value close to zero. The computer media 440 also includes an output producer 450 adapted to produce and communicate the calculated phase properties of the fluid to a readable format, for example to a screen or a printer.

I de datamaskinlesbare mediene 410, kan fluidfasens egenskapkalkulator 440 også omfatte en modul med redusert variabelalgoritme 470 som produserer et Rachford-Rice-uttrykk med primær- og sekundærvariablene tilknyttet en primær- og sekundærfasene. Fluidegenskapskalkulatoren 440 kan også omfatte en lineæriseringsmodul 480 som frembringer lineære uttrykk fra Rachford-Rice-uttrykket med K-verdier og resiproserende K-verdier. Fluidegenskapskalkulatoren 440 kan også omfatte en Jacobinmatrisegenerator 490 som genererer en Jacobinmatrise ved å utnytte primær- og sekundærvariabler. Fluidegenskapskalkulatoren 440 kan også omfatte en løsnings- og stabilitetsprøver 500 som løser de lineære uttrykk og Jacobinmatrisen for å oppdatere faseegenskapene og prøver for stabilitet. I Jacobinmatrisegeneratoren 490 kan også en fasesammensetningsderivativdelmodul som beregner derivativ av fasesammensetningene, en K-verdis delmodul som beregner derivativer av K-verdier og en fugasitetsdelmodul som beregner derivativer av fugasitetskoeffisienter tilsvarende hver av primær- og sekundærvariablene. In the computer readable media 410, the fluid phase property calculator 440 may also include a reduced variable algorithm module 470 that produces a Rachford-Rice expression with the primary and secondary variables associated with one of the primary and secondary phases. The fluid property calculator 440 may also include a linearization module 480 that produces linear expressions from the Rachford-Rice expression with K values and reciprocal K values. The fluid property calculator 440 may also include a Jacobin matrix generator 490 that generates a Jacobin matrix by utilizing primary and secondary variables. The fluid property calculator 440 may also include a solution and stability tester 500 that solves the linear expressions and the Jacobian matrix to update the phase properties and tests for stability. In the Jacobin matrix generator 490, a phase composition derivative submodule that calculates the derivative of the phase compositions, a K value submodule that calculates derivatives of K values and a fugacity submodule that calculates derivatives of fugacity coefficients corresponding to each of the primary and secondary variables can also be used in the Jacobin matrix generator 490.

På fig. 2 og 6 er det vist en annen fremgangsmåte 500 for å bestemme sammensetning av fluid i en celle under en datamaskin aktivert reservoarsimulering. Trinn 510 bestemmer om cellen hadde en enkelt fase eller flere faser i det foregående tidstrirm. Fra trinn 510 blir andre trinn utført avhengig av bestemmelsene i trinn 510. Trinnet 520 blir utført hvis cellen hadde flere faser i det foregående tidstrirm. I trinn 520 blir direkte, reduserte, variable splittberegninger utført ved å bruke K-verdier. Trinnet 530 blir utført hvis cellen hadde en enkelt fase i det foregående tidstrinn og befant seg i skyggeområdet, dvs. væskesiden i et faseplan. I trinn 530 blir en enkeltsidet, redusert vaier ved stabiliseringsprøven utført ved å bruke dampbegynnende moler. Trinn 540 blir utført hvis cellen hadde en enkelt fase i det foregående tidstrinn og befant seg i skyggeområdet, dvs. dampsiden av faseplanet. I trinn 540 blir enkeltsidet, redusert, variabel stabilitetsprøve utført ved å bruke væskebegynnende moler. Trinnet 560 blir utført hvis cellen er i fjemområdet av faseplanet. I trinn 560 blir en første beregning på cellen utført for å bestemme fluidsammensetning. I trinn 560, og etter å ha utført den første beregning, forsetter fremgangsmåten videre til trinn 580. In fig. 2 and 6 another method 500 is shown for determining composition of fluid in a cell during a computer activated reservoir simulation. Step 510 determines whether the cell had a single phase or multiple phases in the previous time slice. From step 510, other steps are performed depending on the determinations in step 510. Step 520 is performed if the cell had multiple phases in the previous time slice. In step 520, direct reduced variable split calculations are performed using K values. Step 530 is performed if the cell had a single phase in the previous time step and was in the shadow region, ie the liquid side of a phase plane. In step 530, a single-sided, reduced wire at the stabilization test is performed using vapor-initiating moles. Step 540 is performed if the cell had a single phase in the previous time step and was in the shadow region, i.e. the vapor side of the phase plane. In step 540, the single sided reduced variable stability test is performed using liquid starting moles. Step 560 is performed if the cell is in the far region of the phase plane. In step 560, a first calculation on the cell is performed to determine fluid composition. In step 560, and after performing the first calculation, the method continues to step 580.

Trinnet 570 blir utført etter å ha utført trinnene 520-540 for å bestemme om det er feil ved hurtig behandling. Hvis det er en feil, blir deretter en første flashberegning utført på cellen for å bestemme fluidsammensetningen. Hvis fluidet finnes å være en enkelt fase, blir tilleggsberegninger utført for å bestemme plassering i faseplanet for bruk i etterfølgende gjentakelser. Trinn 580 blir så utført hvis det ikke er noen feil. I trinn 580 blir de beregnete resultater brukt. Step 570 is performed after performing steps 520-540 to determine if there is an error in fast processing. If there is an error, then an initial flash calculation is performed on the cell to determine the fluid composition. If the fluid is found to be a single phase, additional calculations are performed to determine location in the phase plane for use in subsequent iterations. Step 580 is then performed if there are no errors. In step 580, the calculated results are used.

Selv om oppfinnelsen har blitt beskrevet i det foregående i forbindelse med enkelte foretrukne utførelser og mange detaljer har blitt fremsatt for illustrasjonsformål, vil det fremgå for en fagmann at oppfinnelsen kan endres og at bestemte andre detaljer beskrevet her kan variere betydelig uten at oppfinnelsens hovedprinsipp fravikes. Although the invention has been described above in connection with certain preferred embodiments and many details have been presented for illustration purposes, it will be clear to a person skilled in the art that the invention can be changed and that certain other details described here can vary significantly without deviating from the main principle of the invention.

For eksempel kan oppfinnelsen også omfatte et system og et datamaskinlesbart medium som utfører instrukser for å utføre en sammensatt reservoarsimulering av et undergrunns, hydrokarbonvemereservoar. Dette system med datamaskinvare og lagring vil kunne utføre fremgangsmåten for reservoaremballering skissert ovenfor. Likeledes kan datamaskinlesbare medier har instrukser for å utføre en sammensatt simulering av et un dergrunn shy dr ok arb onreservoar i samsvar med nevnte prinsipper. For example, the invention may also include a system and a computer-readable medium that executes instructions for performing a complex reservoir simulation of an underground hydrocarbon reservoir. This system of computer hardware and storage will be able to perform the reservoir repacking procedure outlined above. Likewise, computer-readable media can have instructions for carrying out a complex simulation of an underground shy dr ok arb onreservoir in accordance with the aforementioned principles.

Claims (12)

P a t e n tk r a vP a t e n t k r a v 1. Fremgangsmåte for sammensatt reservoarsimulering av en fluidstrøm, karakterisert ved:1. Procedure for complex reservoir simulation of a fluid flow, characterized by: (a) å tilveiebringe en reservoarmodell for et underjordisk reservoar hvor modellen har et gitter som definerer en flerhet av celler på en slik måte at hver celle tilknyttes fluidet deri, hvor fluidet er i en dampfase og en væskefase, (b) å velge minst én celle av flerheten av celler som er assosiert med fluid som er i dampfasen og fluid som er i væskefasen(a) providing a reservoir model for an underground reservoir wherein the model has a grid defining a plurality of cells in such a manner that each cell is associated with the fluid therein, the fluid being in a vapor phase and a liquid phase, (b) selecting at least one cell of the plurality of cells associated with fluid that is in the vapor phase and fluid that is in the liquid phase (c) å estimere hvilke av dampfasen eller væskefasen som finnes i minst rikelig mengde,(c) estimating which of the vapor phase or the liquid phase is present in the least abundant amount; (d) å tildele fasen med minst rikelig mengde som primærfase og tildele den andre fase som sekundærfase,(d) allocating the least abundant phase as the primary phase and allocating the other phase as the secondary phase; (e) å beregne faseegenskaper av primærfasen som er responsiv til primærvariabler tilknyttet primærfasen og beregne faseegenskapene av sekundærfasen ved å bruke massebalansen og som er responsiv til sekundære variabler tilknyttet sekundærfasen, slik at stabilitet sikres under beregning av faseegenskapene til sekundærfasen på grunn av tildeling av fasen med den minst rikelige mengde som primærfase,(e) calculating phase properties of the primary phase responsive to primary variables associated with the primary phase and calculating the phase properties of the secondary phase using the mass balance and responsive to secondary variables associated with the secondary phase, so that stability is ensured during calculation of the phase properties of the secondary phase due to allocation of the phase with the least abundant amount as the primary phase, (f) å utsende en visuell fremvisning som er responsiv til de beregnede faseegenskapene til primærfasen og til de beregnede faseegenskapene til den sekundærfasen.(f) outputting a visual display responsive to the calculated phase characteristics of the primary phase and to the calculated phase characteristics of the secondary phase. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at faseegenskapene av primærfasen omfatter trykk, temperatur og sammensetning og mengde av primærfasen.2. Method according to claim 1, characterized in that the phase properties of the primary phase include pressure, temperature and composition and quantity of the primary phase. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at faseegenskapene av sekundærfasen omfatter trykk, temperatur og sammensetning og mengde av sekundærfasen.3. Method according to claim 1, characterized in that the phase properties of the secondary phase include pressure, temperature and composition and quantity of the secondary phase. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at trinn (e) videre omfatter følgende trinn for å beregne faseegenskapene av primær- og sekundærfasen:4. Method according to claim 1, characterized in that step (e) further comprises the following steps to calculate the phase properties of the primary and secondary phase: (i) bruke en redusert variabelalgoritme med primær- og sekundærvariabelen tilknyttet primær- og sekundærfasen som produserer et Rachford-Rice-uttrykk, (ii) lineærisere Rachford-Rice-uttrykket med K-verdier og resiproserende K-verdier for derved å frembringe lineære uttrykk,(i) use a reduced variable algorithm with the primary and secondary variables associated with the primary and secondary phases producing a Rachford-Rice expression, (ii) linearize the Rachford-Rice expression with K-values and reciprocal K-values to thereby produce linear expressions , (iii) generere en Jacobinmatrise ved å bruke primær- og sekundærvariabler, og(iii) generate a Jacobian matrix using primary and secondary variables, and (iv) løse de lineære uttrykk og Jacobinmatrisen for å oppdatere faseegenskapene og prøver for stabilitet.(iv) solve the linear expressions and the Jacobin matrix to update the phase properties and test for stability. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at trinnet (rir) videre omfatter:5. Method according to claim 4, characterized in that the step (riding) further comprises: (1) beregne derivative fasesammensetninger,(1) calculate derivative phase compositions, (2) beregne derivativer av K-verdier, og(2) calculate derivatives of K values, and (3) beregne derivativer av fugasitetskoeffrsienter tilsvarende hver av primærog sekdundærvariablene.(3) calculate derivatives of fugacity coefficients corresponding to each of the primary and secondary variables. 6. Fremgangsmåte for å bestemme sammensetning av fluid i en celle under datamaskinaktiverte reservoarsimulering, karakterisert ved trinnene:6. Procedure for determining composition of fluid in a cell during computer-activated reservoir simulation, characterized by the steps: a) å tilveiebringe en reservoarmodell for et underjordisk reservoar hvor modellen har et gitter som definerer en flerhet av celler på en slik måte at hver celle tilknyttes fluidet deri,a) providing a reservoir model for an underground reservoir where the model has a grid defining a plurality of cells in such a way that each cell is associated with the fluid therein; (b) å utføre én av de følgende beregningene for hver celle basert på sammensetningen av fluidet i cellen ved det foregående tidstrinn,(b) performing one of the following calculations for each cell based on the composition of the fluid in the cell at the previous time step; (i) å utføre direkte, reduserte, variable fasesplittberegninger ved å bruke K-verdier når sammensetningen av cellen har et fluid med flere faser i et foregående tidstrinn, hvor de direkte reduserte, variable fasesplittberegninger utføres slik at fasesammensetningen av fluidet som er tilstede i minst rikelig mengde er primærfasen(i) performing direct reduced variable phase split calculations using K values when the composition of the cell has a multiphase fluid in a previous time step, where the direct reduced variable phase split calculations are performed such that the phase composition of the fluid present in at least abundant amount is the primary phase (ii) å utføre en enkeltsidet, redusert, variabel stabilitetsprøve ved å bruke dampbegynnende moduler når sammensetningen til fluidet i cellen omfatter en enkelt fase anbrakt i skyggeområdet, dvs. væskesiden i det foregående tidstrinn,(ii) performing a single-sided, reduced, variable stability test using vapor-initiating modules when the composition of the fluid in the cell comprises a single phase placed in the shadow region, i.e. the liquid side in the previous time step, (iii) å utføre en enkeltsidet, redusert, variabel stabilitetsprøve ved å bruke væskebegynnende moduler når sammensetningen til fluidet i cellen omfatter en enkelt fase anbrakt i skyggeområdet, dvs. dampsiden i det foregående tidstrinn,(iii) performing a single-sided, reduced, variable stability test using liquid-initiating modules when the composition of the fluid in the cell comprises a single phase located in the shadow region, i.e. the vapor side in the previous time step, (iv) å ikke utføre en stabilitetsprøve når sammensetningen av fluidet i c ellen omfatter en enkelt fase i fjemområdet ved det foregående tidstrinn, (c) å bestemme om det er en feil i trinn (b) og å utføre ett av følgende trinn:(iv) not to perform a stability test when the composition of the fluid in the cell comprises a single phase in the phase region at the previous time step, (c) to determine whether there is an error in step (b) and to perform one of the following steps: (i) utføre en første flash-beregning for å bestemme fluidsammensetning i c lien når det blir avgjort at det er en feil i trinn (b),(i) performing a first flash calculation to determine fluid composition in c lien when it is determined that there is an error in step (b); (ii) å bruke det beregnede resultatet fra trinn (b) når det avgjøres ikke å være feil i trinn (b), og(ii) using the calculated result from step (b) when determined not to be in error in step (b), and (d) å utsende en fremvisning som representerer sammensetningen av fluidet som respons på trinn (c).(d) outputting a display representing the composition of the fluid in response to step (c). 7. System som brakes under reservoarsimulering for å bestemme sammensetning av fluid i en celle, idet systemet er karakterisert ved å omfatte:7. System that is braked during reservoir simulation to determine the composition of fluid in a cell, the system being characterized by including: en datamottaker som mottar inngangsdata fra en kilde, hvor inngangsdataene omfatter en reservoarmodell og data,a data receiver that receives input data from a source, where the input data comprises a reservoir model and data, en prosessor,a processor, et dataprogram som kan utføres på prosessoren, hvor programmet omfatter:a computer program that can be executed on the processor, where the program includes: (a) en minst rikelig mengde tildelingsmodul som(a) a least abundant amount of allocation module which (i) beregner om en dampfase eller en væskefase av fluid til cellen finnes i minst rikelige mengder som svar på inngangsdata mottatt av datamottakeren og(i) calculates whether a vapor phase or a liquid phase of fluid to the cell is present in at least abundant amounts in response to input data received by the data receiver; and (ii) tildeler fasen som har den beregnete minste rikelige mengde | som primærfase og tildeler den andre fase som sekundærfase,(ii) assigns the phase that has the calculated least abundant | as the primary phase and assigns the second phase as the secondary phase, (b) en kalkulator for fluidfaseegenskaper som(b) a fluid phase properties calculator which (i) beregner faseegenskapene av primærfasen som er responsiv til primærvariablene tilknyttet primærfasen, og(i) calculates the phase characteristics of the primary phase responsive to the primary variables associated with the primary phase, and (ii) beregner faseegenskapene til sekundærfasen ved å bruke massebalanse og sekundærvariabler tilknyttet den sekundære fase, idet fluidfaseegenskapskalkulatoren sikrer stabilitet under beregning av faseegenskapene til sekundærfasen på grunn av minst rikelig mengde tildelingsmodulen tildeler fasen med minst rikelig mengde som primærfase, og(ii) calculates the phase properties of the secondary phase using mass balance and secondary variables associated with the secondary phase, the fluid phase properties calculator ensuring stability during calculation of the phase properties of the secondary phase due to the least abundant allocation module assigns the least abundant phase as the primary phase, and (c) en utgangsprodusent som er tilpasset for å produsere og kommunisere de beregnete faseegenskaper av fluidet til et lesbart format.(c) an output producer adapted to produce and communicate the calculated phase properties of the fluid in a readable format. 8. System ifølge krav 7, karakterisert ved at fluidfaseegenskapskalkulatoren omfatter:8. System according to claim 7, characterized in that the fluid phase property calculator includes: en redusert, variabelalgoritmemodul som produserer et Rachford-Rice-uttrykk med primær- og sekundærvariablene tilknyttet primær- og sekundærfasene, en lineæriseringsmodul som frembringer lineære uttrykk fra Rachford-Riceuttrykk med K-verdier og resiproserende K-verdier,a reduced variable algorithm module that produces a Rachford-Rice expression with the primary and secondary variables associated with the primary and secondary phases, a linearization module that produces linear expressions from Rachford-Rice expressions with K values and reciprocal K values, en Jacobinmatrisegenerator som genererer en Jacobinmatrise som er responsiv til primær- og sekundærvariabler, oga Jacobin matrix generator that generates a Jacobin matrix responsive to primary and secondary variables, and en løser og en stabilitetsprøve som løser de lineære uttrykk og Jacobinmatrisen for å oppdatere faseegenskapene til primær- og sekundær-fasen og prøver for stabilitet.a solver and a stability test that solves the linear expressions and the Jacobin matrix to update the phase properties of the primary and secondary phases and tests for stability. 9. System ifølge krav 8, karakterisert ved at Jacobinmatrisegeneratoren videre omfatter:9. System according to claim 8, characterized in that the Jacobin matrix generator further comprises: en delmodul for fasesammensetningsderivativ som beregner derivativer av primær- og sekundær-fasesammensetninger,a phase composition derivative submodule that calculates derivatives of primary and secondary phase compositions, en delmodul for K-verdi som beregner derivativer av K-verdier, oga K-value submodule that calculates derivatives of K-values, and en fugasitetsdelmodul som beregner derivativer av fugasitetskoeffisienter tilsvarende hver av primær- og sekundærvariablene.a fugacity submodule that calculates derivatives of fugacity coefficients corresponding to each of the primary and secondary variables. 10. Fremgangsmåte for å bestemme sammensetning av fluid i en celle under en datamaskinaktivert reservoarsimulering, idet fremgangsmåten omfatter trinnene:10. Method for determining composition of fluid in a cell during a computer-activated reservoir simulation, the method comprising the steps: (a) å tilveiebringe en reservoarmodell for et underjordisk reservoar hvor modellen har et gitter som definerer en flerhet av celler på en slik måte at hver celle tilknyttes fluidet deri,(a) providing a reservoir model for an underground reservoir wherein the model has a grid defining a plurality of cells such that each cell is associated with the fluid therein; (b) å bestemme om hver celle har en enkelt fase eller flere faser i et forutgående tidstrinn,(b) determining whether each cell has a single phase or multiple phases in a previous time step; (i) om cellen hadde flere faser i det foregående trinn, utføre direkte reduserte, variable fasesplittberegninger ved å velge K-verdier,(i) if the cell had multiple phases in the previous step, perform directly reduced variable phase split calculations by selecting K values, (ii) om cellen hadde en enkelt fase i det foregående trinn, utføre følgende trinn avhengig av om cellens foregående plassering i et faseplan:(ii) if the cell had a single phase in the previous step, perform the following steps depending on whether the cell's previous position in a phase plane: (1) om fluidet er i skyggeområdet, dvs. væskesiden, utføre en enkeltsidet redusert variabelstabilitetsprøve ved å bruke dampbegynnende moler,(1) if the fluid is in the shadow region, i.e. the liquid side, perform a single-sided reduced variable stability test using vapor-initiating moles, (2) om fluidet er i skyggeområdet, dvs. dampsiden, utføre en enkeltsidet, redusert variabelstabilitetsprøve ved å bruke væskebegynnende moler,(2) if the fluid is in the shadow region, i.e., the vapor side, perform a single-sided, reduced variable stability test using liquid-initiating moles, (3) om fluidet er i fjemområdet, ikke utføre en stabilitetstest cellen for å bestemme fluidsammensetning og deretter hoppe til trinn (c), (c) bestemme om det finnes en feil ved hurtig behandling ved (i), (ii) eller (iii), (i) hvis det er en feil, utføre en første flashberegning på cellen for å bestemme fluidsammensetning,(3) if the fluid is in the remote area, do not perform a stability test of the cell to determine fluid composition and then skip to step (c), (c) determine if there is an error by rapid processing at (i), (ii) or (iii) ), (i) if there is an error, perform an initial flash calculation on the cell to determine fluid composition, (1) hvis fluidet finnes å være en enkelt fase, utføre tilleggsberegninger for å bestemme plassering i faseplanet for bruk ved etterfølgende iterasjoner,(1) if the fluid is found to be a single phase, perform additional calculations to determine location in the phase plane for use in subsequent iterations; (2) hvis fluidet er funnet å være i en flerhet av faser fortsette til trinn (d)(2) if the fluid is found to be in a plurality of phases proceed to step (d) (ii) hvis det ikke er noen feil, gå videre til trinn (d),(ii) if there are no errors, proceed to step (d); (d) å utsende en fremvisning som representerer sammensetningen av fluidet.(d) emitting a display representing the composition of the fluid. 11. Dataprogram lagret på et datamaskinlesbart medium som brukes for sammensatt reservoarsimulering av fluidstrøm i et underjordisk reservoar, hvor programmet omfatter:11. Computer program stored on a computer-readable medium used for complex reservoir simulation of fluid flow in an underground reservoir, where the program includes: en minst rikelig mengde tildelingsmodul som estimerer hvilke av fluidet som er i dampfase og fluidet som er i væskefase som er til stede i minst rikelig mengde i en gittercelle, og tildeler fasen med minst rikelig mengde til primærfasen og tildeler den annen fase til sekundærfasen,a least abundant allocation module which estimates which of the fluid in the vapor phase and the fluid in the liquid phase is present in the least abundant amount in a lattice cell, and assigns the phase with the least abundant amount to the primary phase and assigns the other phase to the secondary phase, en kalkulator for fluidfaseegenskaper som beregner faseegenskaper til primærfasen som er responsiv til primærvariablene tilknyttet primærfasen og beregner faseegenskaper til sekundærfasen ved å bruke massebalanse og som er responsiv til sekundære variable tilknyttet sekundærfasen, oga fluid phase properties calculator that calculates phase properties of the primary phase that is responsive to the primary variables associated with the primary phase and calculates phase properties of the secondary phase using mass balance and that is responsive to secondary variables associated with the secondary phase, and en utgangsprodusentmodul som kommuniserer de beregnede faseegenskapene i et lesbart format til en visuell fremvisning.an output producer module that communicates the calculated phase properties in a readable format to a visual display. 12. Dataprogram ifølge 11, hvor stabilitet er sikret mens kalkulatoren for fluidfaseegenskaper beregner faseegenskapene til sekundærfasen fordi minst rikelig mengde tildelingsmodulen tildeler fasen i minst rikelig mengde som primærfasen.12. Computer program according to 11, wherein stability is ensured while the fluid phase properties calculator calculates the phase properties of the secondary phase because the least abundant allocation module assigns the least abundant phase as the primary phase.
NO20090038A 2006-06-06 2009-01-05 Efficient application of reduced variable transformation and conditional stability testing NO344113B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81164206P 2006-06-06 2006-06-06
PCT/US2007/070441 WO2007146679A2 (en) 2006-06-06 2007-06-05 Stability testing in reservoir simulation flash calculations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20090038L NO20090038L (en) 2009-01-05
NO344113B1 true NO344113B1 (en) 2019-09-09

Family

ID=38832660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20090038A NO344113B1 (en) 2006-06-06 2009-01-05 Efficient application of reduced variable transformation and conditional stability testing

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2030147A2 (en)
CN (1) CN101583958B (en)
AU (1) AU2007257926B2 (en)
CA (1) CA2654347A1 (en)
EA (1) EA200870618A1 (en)
MX (1) MX2008015378A (en)
NO (1) NO344113B1 (en)
WO (1) WO2007146679A2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8180578B2 (en) * 2008-02-20 2012-05-15 Schlumberger Technology Corporation Multi-component multi-phase fluid analysis using flash method
US9208268B2 (en) * 2012-02-14 2015-12-08 Saudi Arabian Oil Company Giga-cell linear solver method and apparatus for massive parallel reservoir simulation
CN107153755B (en) * 2016-03-03 2020-05-15 中国石油化工股份有限公司 Solving method for shale gas well numerical simulation
CN110043231A (en) * 2019-04-22 2019-07-23 西南石油大学 A kind of evaporation gas drive minimum miscibility pressure calculation method based on PR state equation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOKHATAB. S. «Three-Phase Flash Calculation for Hydrocarbon Systems Containing Water". Theoretical Foundations of Chemical Engineering. November 3, 2003, Vol. 37, pages 291-294., Dated: 01.01.0001 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101583958A (en) 2009-11-18
WO2007146679A3 (en) 2008-12-11
AU2007257926B2 (en) 2012-05-31
NO20090038L (en) 2009-01-05
WO2007146679A2 (en) 2007-12-21
EA200870618A1 (en) 2009-10-30
AU2007257926A1 (en) 2007-12-21
EP2030147A2 (en) 2009-03-04
CN101583958B (en) 2013-03-27
MX2008015378A (en) 2009-04-30
CA2654347A1 (en) 2007-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7548840B2 (en) Efficient application of reduced variable transformation and conditional stability testing in reservoir simulation flash calculations
Esfahani et al. On determination of natural gas density: least square support vector machine modeling approach
Ma et al. Non-uniqueness, numerical artifacts, and parameter sensitivity in simulating steady-state and transient foam flow through porous media
EP3743599B1 (en) Machine-learning-based models for phase equilibria calculations in compositional reservoir simulations
Lapene et al. Three-phase free-water flash calculations using a new Modified Rachford–Rice equation
Mohebbinia et al. Four-phase equilibrium calculations of carbon dioxide/hydrocarbon/water systems with a reduced method
Al-Fatlawi et al. Determination of best possible correlation for gas compressibility factor to accurately predict the initial gas reserves in gas-hydrocarbon reservoirs
EA016505B1 (en) Apparatus for black oil reservoir simulation
EP3350591B1 (en) Phase predictions using geochemical data
Bandyopadhyay et al. Development of a new semi analytical model for prediction of bubble point pressure of crude oils
WO2019164859A1 (en) Computer system and method for predicting petrophysical properties in a fluid having one or more phases in porous media
Bahadori et al. New correlations predict aqueous solubility and density of carbon dioxide
NO344113B1 (en) Efficient application of reduced variable transformation and conditional stability testing
Imai et al. Reduced variables method for four-phase equilibrium calculations of hydrocarbon-water-CO2 mixtures at a low temperature
Pang et al. An augmented free-water three-phase Rachford-Rice algorithm for CO2/hydrocarbons/water mixtures
US20230214554A1 (en) Methods and systems for reservoir simulation
Li et al. Improved three-phase equilibrium calculation algorithm for water/hydrocarbon mixtures
US10613251B2 (en) Method for prediction of live oil interfacial tension at reservoir conditions from dead oil measurements
Valluri et al. An improved correlation to estimate the minimum miscibility pressure of CO2 in crude oils for carbon capture, utilization, and storage projects
US9864354B2 (en) Hierarchical modeling of physical systems and their uncertainties
Jiang et al. Smooth formulation for isothermal compositional simulation with improved nonlinear convergence
Meulbroek Equations of state in exploration
Jiang et al. Dissipation-based nonlinear solver for fully implicit compositional simulation
Imo-Jack et al. An analytical approach to consistency checks of experimental PVT data
Gaganis et al. A soft computing method for rapid phase behavior calculations in fluid flow simulations