在分布存储并行机上小黑油模拟器的并行试验

油藏数值模拟并行计算技术虽然正处在研究发展的初期，但它是一门有前途的新技术。在引进的9个处理器的分布存储并行计算上，用自己编写的小黑油模型完成了并行试验。对于大中型油藏模拟问题，并行计算效率达到90％以上，9个处理器的加速比达到8以上，计算速度达到VAX8550的4倍（或VAX780的24倍）以上。分布存储并行机能够适应油藏模拟问题的需要，进一步开发会有相当的潜力。     

多层二维二相油藏数值模拟并行技术

对胜利油区广泛采用的多层二维二相油藏模拟模型开展了并行化研究,提出并采用按层粗度并行及区域分解并行两种方法实现软件的并行化。模型及实例计算表明,并行化的多层二维二相模型具有较高的并行效率。为解决存储及通讯问题,采用了压缩存储及压缩通讯技术,有效地提高了软件的并行效率。对通讯量,层数,大规模模型应用等因素的分析和大规模油藏模拟的并行化提供了有力的工具;为精细油藏模拟技术的有效推广提供了技术保障。     

谈谈我们的并行计算机和并行黑油模拟器

<正> 我国第一台供油藏模拟使用的并行计算机和我国第一个并行油藏模拟器,于一九九三年在海洋石油总公司勘探开发研究中心投入应用。这台并行机是北京中计公司生产的ZJR808/S25系统。它是一台MIMD分布存储并行机。物理上它由一台386微机[宿主机]、一个主板[ZJ R808]和两个副板[ZJS800]组成。主板上装有一个IMS T800/25芯片和16MB芯片外存储器,插在微机总线上,实现与微机的连接;每个副板装有4个     

共享环境下黑油模型的并行化

并行油藏数值模拟技术是应建立大型油田开发方案及提高采收率的要求而产生,是随计算机硬件系统的发展而发展的技术.目前我国东部油区各主力油田相继进入油田开发高含水的后期,井越来越密,为了确定剩余油的分布,油藏模拟网格也必须加密.这样,问题的规模就变得越来越大.如何在保证精度的前提下,高效地进行大型油藏模拟成为当前迫切需要解决的问题.随着计算机硬件的发展和成熟,大幅度地提高单CPU速度已变得越来越困难,巨型计算机的发展主流方向已经转向研制并行计算机系统.而利用新的并行计算机,开发并行油藏数模软件势在必行.在国内各油田得到广泛应用的IBO全隐式三维三相黑油模型软件的基础上,在有6个CPU的Power Chalenge上对该串行软件实现了全面的并行化,利用若干实际油藏算例对其进行了测试.本文给出了在共享内存并行机上进行油藏模拟软件并行化的思路及方法,及对并行软件的测试结果.按本文方法研制的并行黑油模型软件SPIBO,计算规模可达47万网格,运行速度可提高4倍,为油藏工程师进行大规模精细数值模拟工作提供了有效的工具.     

并行计算在油藏数值模拟中的应用

大规模整体油田的精细油藏数值模拟需要并行处理。该文将多层二维二相油藏压力计算,转化为以油层为并行计算粒度,用网格节点排序方法和预处理算法等缩短计算时间,达到对一类黑油模型油藏模拟问题高效的并行求解。实验结果表明,模拟速度有较大提高,并取得较高加速比。     

PC机群网络并行计算在油藏数值模拟中的应用

基于Windows系统的PC机群并行计算环境，介绍了在解决油藏数值模拟问题过程中应用的并行计算技术。对一个隐压显饱、三维三相的黑油数值模拟软件的核心计算求解部分进行了并行化处理，利用消息传递界面（MPI）库实现了并行过程中的所有消息的传递功能。对枣园油田模型进行了测试，2个PC的加速比达到1．86，4个PC的加速比达到2．76。     

油藏模拟的重要进展——并行计算机技术的应用

为了解决工程上对计算机计算速度的不断要求，仅靠提高电子元器件的速度来满足已越来越困难，造价也越来越高，为此，９０年代推出了并行计算机。油藏数值模拟作为油田开发的重要手段，当用来解决高含水期剩余油的分布时，必需做精细油藏模拟。模拟节点数往往呈多个数量级增长，目前计算机的软硬件都不能适应。并行计算机的出现使油田开发和油藏模拟进入了一个崭新的阶段。文内介绍了由美国能源部支持完成的并行数模技术和研究成果。     

VIP并行油藏数值模拟软件在油田开发中的应用

并行油藏数值模拟是近年发展起来的新技术,既能处理大规模油藏数值模拟和超大规模油藏数值模拟,同时又能加快小规模油藏数值模拟的运算速度,使模拟更大、更快、更准确,缩短研究周期。1999年引进的兰德马克公司VIP5．0版并行模拟软件,包括8个CPU的黑油组分（包括裂缝）软件包及其配套软件,可运行百万级节点的大型黑油组分模型。应用新疆某油田复杂断块油气藏、海外某油田碳酸盐岩凝析油气藏、新疆某油田石碳系弱挥发性油藏对并行油藏数值模拟软件的解法稳定性、并行效率等进行了全面的测试。测试结果表明该软件解法稳定、加速效率均在75％以上。在新疆油田分公司承接的海外某油田碳酸盐岩凝析油气田调整方案和新疆油田分公司近期重点调整区块某油田西山窑组油藏加密调整方案中的应用,使模型的规模和运算速度与以往相比均有较大幅度的提高,为开发调整方案的及时制定提供了便利,赢得了时间。用VIP软件预测的推荐方案指标,在第一年实施中符合率较高。     

百万节点油藏数值模拟技术应用

立足于现代数值模拟技术的前沿领域 ,开展了适合百万节点模型的油藏数值模拟技术研究。运用国际上最新推出的并行计算机和并行模拟软件 ,探索出做百万节点模拟的 4项实用技术 ,即数值模型的自动化建模技术、精细建模与模拟计算中时间步精确控制技术、模拟参数场的交互更新技术以及工艺措施拟合的数字化技术 ,并据此技术实现了大庆油田实际油藏区块 12 4× 10 4 个节点的数值模拟 ,给出了层状砂岩油藏高含水阶段薄油层中的剩余油分布及调整挖潜的开发指标预测结果。通过百万节点油藏数值模拟技术的研究和应用 ,实现了对薄、差油层剩余油的精确描述 ,为大庆油田的调整挖潜提供了更多有价值的数值依据 ,总体上将油藏数值模拟技术提高到了一个新的水平。     

DSST方法——一种新的并行计算方法

求解线性方程组是油藏数值模拟并行计算中的一个主要问题。提出了一种并行求解线性方程组的新方法，称为ＤＳＳＴ方法。ＤＳＳＴ方法保留了ＳＳＴ方法的所有优点，比ＳＳＴ方法处理器利用率要高，更适合在中、大规模并行计算机上运算，且能获得更高的并行加速比。将ＳＳＴ方法和ＤＳＳＴ方法用于ＳＳＯＲ迭代中，并在曙光１０００分布式并行计算机上实现了程序化，对一个带状线性方程组的求解获得了令人满意的结果。表２参９（陈志宏摘）     

精细三维地质模型构建

在目前的技术条件下,精细油藏描述的各个环节已实现了数字化。高精度三维地质建模的应用提高了油气藏研究的速度和准确性。三维储集层模型既为油藏数值模拟提供依据,又为油气藏的评价、开发方案设计提供依据。克拉玛依风城油田一些处在勘探开发早期的新区由于井少,在进行储集层建模时,常常出现所谓的“牛眼”现象。为提高模拟精度,利用相邻老区的密井网区确定变差函数,将其应用到稀井网区建模,取得了良好建模效果。     

非均质水驱油藏开发指标预测方法

运用数值模拟法预测非均质油藏开发指标及剩余油饱和度分布的工作量大,耗时长,技术要求高。考虑实际油田井网布置的不规则性及储层的非均质性,基于油藏工程理论,推导并建立了考虑储层非均质性的水驱油藏开发指标预测方法。该方法根据注采井配置关系和渗流阻力,将油田动态劈分为多个注采单元,对各注采单元的渗透率、孔隙度、储层厚度等非均质参数进行等效处理,再将各注采单元转化为均质单元;采用物质平衡原理和Buckley-Leverett径向水驱油理论预测各单元开发动态,计算含水率和剩余油饱和度等指标,进而得到整个油藏的开发指标。与传统油藏数值模拟方法相比,新方法占用内存少、速度快、效率高。对断块老油田进行实例验证分析表明,新方法预测单井和全油田10 a含水率变化与数值模拟结果的相关系数达0.993 4~0.999 6,预测10 a剩余油饱和度与数值模拟结果吻合。     

伪深度域交错网格逆时偏移成像方法及并行优化

基于声波方程的逆时偏移作为现阶段最主要成像手段之一，主要受限于计算机运算速度及内存占用。为减少模型网格数以提高计算效率和减少计算存储占用量，将曲坐标变换引入到正演及逆时偏移中，推导了伪深度域一阶声波方程及其离散形式，并给出了对应带PML吸收边界的离散方程。进一步，通过C++AMP并行架构实现了相应正演及逆时偏移算法优化，在减少内存占用的基础上还极大地提升了计算效率。最后，通过模型试算验证了算法及并行架构的正确性及高效性。     

基于OpenMP并行计算的匹配追踪时频分析方法

基于匹配追踪的平滑伪Wigner-Ville分布具有良好的时频分辨率，但由于计算量过大，影响其在实际地震数据处理中的应用。在深入研究基于OpenMP的并行算法的基础上，本文将该并行计算方式应用于匹配追踪法对Morlet子波的寻优过程以及计算多个Morlet子波平滑伪Wigner-Ville分布。实际数据计算结果表明：该并行算法加速性能良好，加速比随线程数增加呈近线性增长，即在确保计算精度的情况下，能显著提高计算效率；而且计算量越大其加速性能体现越充分。