專利名稱：：使用自適應(yīng)隱式線性系統(tǒng)的乘性重疊Schwarz預(yù)處理的用于改進(jìn)的油藏模擬的裝置、方法...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用在油藏模擬中的裝置、方法和系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明提供了用于使用預(yù)處理自適應(yīng)隱式線性系統(tǒng)的重疊乘性Schwarz方法(overlappingmultiplicativeSchwarzmethod)更有效更高效地才莫才以油藏中流體流動(dòng)的方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：油藏模擬(reservoirsimulation)常常需要描述控制油藏中天然多孔介質(zhì)中的多成分多相流體流動(dòng)以及生產(chǎn)系統(tǒng)中其他地方的其他類型的流體流動(dòng)的復(fù)雜行為的物理過(guò)程的方程的數(shù)值解。通常用來(lái)描述流體流動(dòng)的控制方程(governing叫uation)是基于熱動(dòng)平衡的假設(shè)和質(zhì)量守恒定律、動(dòng)量守恒定律以及能量守恒定律，如Aziz，K.和Settari，A.的PetroleumReservoirSimulation,ElsevierAppliedSciencePublishers,London,1979中所述?？刂朴筒亓黧w流動(dòng)的物理過(guò)程的復(fù)雜性導(dǎo)致不能按照常規(guī)分析方法處理的耦合非線性偏微分方程的系統(tǒng)。結(jié)果，需要數(shù)值解技術(shù)。已經(jīng)發(fā)展了各種數(shù)學(xué)模型、公式離散化方法以及解法策略，這些都與施加到油藏中的感興趣區(qū)域的網(wǎng)格相關(guān)。例如，油藏才莫擬問(wèn)題以及處理這類問(wèn)題的方程的詳細(xì)討論可以在PCT公布的ExxonMobil的專利申請(qǐng)一國(guó)際公開(kāi)號(hào)為WO01/40937以及美國(guó)專利No.6662146BK"146專利，，)中找到，此處引入這兩份專利文件以供參考。油藏模擬可以被用于預(yù)測(cè)油藏的生產(chǎn)速率并且可以被用于確定諸如設(shè)施改變或額外鉆井之類的合適的改進(jìn)，實(shí)施這些改進(jìn)可以提高生產(chǎn)。在油藏模型中施加到感興趣區(qū)域的網(wǎng)格可以是結(jié)構(gòu)化的或非結(jié)構(gòu)化的。這些網(wǎng)絡(luò)由單元組成，每個(gè)單元具有一個(gè)或多個(gè)未知屬性，但是網(wǎng)格中的所有單元具有一個(gè)共同的未知變量，通常是壓力。舉些例子來(lái)說(shuō)，其他未知屬性可以包括但是不限于諸如水的飽和度或溫度的流體屬性，或諸如滲透性或多孔性的"巖石屬性"。被認(rèn)為好像只具有單個(gè)未知變量(通常為壓力)的單元在這里被稱作"單變量單元"或"IMPES單元，，，而具有多于一個(gè)未知變量的單元在這里被稱作"多變量單元，，或"隱式單元"。解非線性方程的離散形式的最常用的方法是FIM(全隱式方法)和IMPES(隱式壓力顯式々包和度)系統(tǒng)，如ElsevierLondon1977出版的Peaceman，D.，F(xiàn)undamentalsofReservoirSimulation以及Aaziz,K.和Settari,A.:PetroleumReservoirSimulation,ElsevierAppliedSciencePublishers,London,1979中所述。有很多種具體的FIM和IMPES公式，如Coats,KH，"ANoteonIMPESandsomeIMPES-BasedSimulationModels",SPEJ(5)No.3,(Sep.2000)第245頁(yè)所述，此處引入以供參考。全隱式方法(FIM)假定所有變量以及依賴于這些變量的系數(shù)都被隱式處理。在FIM系統(tǒng)中，所有的單元具有固定數(shù)量的未知量(大于一個(gè)未知量)，此處用字母"m"表示。結(jié)果，F(xiàn)IM無(wú)條件穩(wěn)定，這樣理論上可以采取任意的時(shí)間步長(zhǎng)。在每個(gè)時(shí)間步，必須解非線性代數(shù)方程的耦合系統(tǒng)，其中每個(gè)單元具有多維自由度(隱式變量)。解這些非線性方程系統(tǒng)的最常用的方法是牛頓拉夫申(Newton-Raphson)法，該方法是迭代方法，其中通過(guò)線性化、解線性系統(tǒng)以及更新的迭代過(guò)程獲得非線性系統(tǒng)的近似解。牛頓拉夫申法提供了對(duì)于f(x)-0，采用下面的迭代可以找到解Xn+1=Xn-(f(Xn)/f'(Xn))(方程1)而且，給定合適的起始點(diǎn)，對(duì)于方程x=g(x),如果^(a)IMtl，迭代Xn+尸g(Xn)將收斂到根"a",FIM模擬在計(jì)算上是苛求的。每個(gè)單元具有多個(gè)隱式變量的線性方程系統(tǒng)在每次牛頓拉夫申迭代中都會(huì)出現(xiàn)。油藏模擬器的效率很大程度上取決于以穩(wěn)健(robust)且高效計(jì)算的方式解這些線性方程系統(tǒng)的能力。在IMPES方法中，只有一個(gè)變量(通常是壓力)被隱式處理。包括但不限于飽和度和成分的所有其他變量都被顯式處理。此外，流動(dòng)項(xiàng)(傳輸率)以及毛細(xì)壓力也被顯式處理。對(duì)于每個(gè)單元，組合守恒方程以生成壓力方程。這些方程形成了耦合方程的線性系統(tǒng)，可以對(duì)隱式變量(通常為壓力)來(lái)解這些耦合方程。在得到壓力后，顯式地更新飽和度和毛細(xì)壓力。飽和度(以及傳輸率和毛細(xì)壓力)的顯示處理導(dǎo)致有條件的穩(wěn)定。也就是說(shuō)，最大可允許時(shí)間步強(qiáng)烈依賴于問(wèn)題的特性，諸如對(duì)于任何單元的最大可允許吞吐量和/或飽和度改變。當(dāng)時(shí)間步長(zhǎng)不是很受限制時(shí)，IMPES方法極為有用。這是因?yàn)榫€性方程系統(tǒng)每單元具有一個(gè)隱式變量，通常為壓力。在多數(shù)實(shí)際場(chǎng)景中，與IMPES方法相關(guān)的穩(wěn)定性限制導(dǎo)致不合實(shí)際的小時(shí)間步。發(fā)展自適應(yīng)隱式方法(AIM)是為了將FIM的大時(shí)間步長(zhǎng)和IMPES的低計(jì)算成本結(jié)合起來(lái)。參考Thomas,G.W.和Thurnau，D.H，"ReservoirSimulationUsinganAdaptiveImplicitMethod"SPEJ(1983年10月)，P759("Thomas和Thumau，，)，此處引入以供參考。在AIM系統(tǒng)中，網(wǎng)格的單元可以具有可變數(shù)量的未知量。AIM方法是基于這樣的觀察在多數(shù)情況中，對(duì)于特定的時(shí)間步，模擬模型中只有單元總量的一小部分需要FIM處理，并且對(duì)于絕大多數(shù)單元來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單的IMPES處理就足夠了。在AIM系統(tǒng)中，油藏;f莫擬器逐個(gè)單元地對(duì)變量(例如壓力、飽和度)自適應(yīng)地并且自動(dòng)地選擇合適的隱式水平。(參考Thomas&Thurnau)嚴(yán)格的穩(wěn)定性分析可以被用來(lái)平衡時(shí)間步長(zhǎng)與具有FIM處理的目標(biāo)部分單元。參考Coats,K.H."IMPESStability:SelectionofStableTimesteps"，SPEJ(2003年6月),PP181-187,此處引入以供參考。然而，由于每單元可變數(shù)量的未知量，AIM系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)解法可能比較困難并且低效。Watts的'146專利描述了解決這個(gè)問(wèn)題的最新嘗試。'146專利記栽了"一種通過(guò)解混合隱式IMPES矩陣(MIIM)方程用于執(zhí)行油藏模擬的方法。該MIIM方程從可變隱式油藏模型的牛頓迭代中得到?？勺冸[式油藏模型包括多個(gè)單元，所述多個(gè)單元包括隱式單元和IMPES單元。該MIIM方程對(duì)每個(gè)IMPES單元包括標(biāo)量IMPES方程并且對(duì)每個(gè)隱式單元包括一組隱式方程。"('146專利，第8欄第8-16行)'146專利呈現(xiàn)了具有如下形式的隱式線性方程的解法AX=c(方程2)其中A是已知矩陣，C是已知矢量，x是未知矢量。('146專利，第9欄第62-66行)'146專利公開(kāi)了至少三種解混合隱式IMPES方程的方法。第一種是"第一線性求解法"，包括以下步驟"1.從混合隱式IMPES矩陣方程構(gòu)造全局IMPES壓力矩陣方程…2.計(jì)算在隱式單元的飽和度方程(1.2.30)的系數(shù)。3.對(duì)…油藏中每個(gè)單元的單個(gè)中間壓力解全局IMPES壓力矩陣方程，并且基于中間壓力......和迭代開(kāi)始時(shí)占優(yōu)勢(shì)的壓力……計(jì)算壓力變化；4.基于[步驟3的]壓力變化更新隱式單元的隱式方程殘余(residual);5.在隱式單元中，對(duì)飽和度方程中……改進(jìn)的飽和度……進(jìn)行求解，使用單元之間總速率恒定的限制導(dǎo)出的。6.更新隱式單元中以及IMPES單元的邊緣處的隱式方程殘余，其中所述IMPES單元基于步驟5中獲得的飽和度的解與隱式單元進(jìn)行流動(dòng)通信。7.確定是否滿足收斂條件。"('146專利第22欄第59行到第23欄第28行)請(qǐng)參考'146專利的圖6A以及相關(guān)的討論。專業(yè)人員重復(fù)步驟2-6直至收斂。('146專利第23欄第26-28行)'146專利的第二方法采用下列步驟1.從混合隱式IMPES矩陣方程構(gòu)造全局IMPES壓力矩陣方程…2.對(duì)中間壓力……(即油藏中每個(gè)單元處的單個(gè)中間壓力)解全局IMPES壓力矩陣方程，并且基于中間壓力…...和迭代開(kāi)始時(shí)占優(yōu)勢(shì)的壓力……計(jì)算壓力變化……；3.基于步驟2中計(jì)算的壓力變化……計(jì)算隱式單元的隱式方程殘余。4.在隱式單元中，通過(guò)用選擇的預(yù)處理器(preconditioner)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)迭代……對(duì)改進(jìn)的飽和度……和第二中間壓力進(jìn)行求解…5.更新隱式單元處以及IMPES單元的邊緣處的隱式方程殘余，其中所述IMPES單元基于步驟4中獲得的改進(jìn)的飽和度和第二中間壓力與隱式單元進(jìn)行流動(dòng)通信。6.確定是否滿足收斂條件。('146專利第24欄第19_52行)參考'1^專利的圖6B以及相關(guān)的討論。專業(yè)人員重復(fù)步驟2-6直至收斂。('146專利第24欄第51-52行)'146專利的第三種方法"有效地要求非結(jié)構(gòu)化的隱式方程解算器，，。'146專利的第三種方法的步驟1-3以及步驟6與第二種方法相同。第三種方法的步驟4("4.sup.II")和5("5導(dǎo)n，，)是4.sup.n在隱式單元處對(duì)飽和度S.sub.j.sup.n+2/3和壓力P.sub.j.sup.n+2/3進(jìn)行求解，同時(shí)將(IMPES單元的)周圍邊緣(fringe)中的壓力保持固定在IMPES壓力求解過(guò)程中確定的值……?？梢允褂萌魏畏椒▉?lái)產(chǎn)生飽和度……和壓力……的解，但是其必須能夠處理隱式單元方程的非結(jié)構(gòu)化形式。5.sup.II更新IMPES單元的邊緣中的殘余。由于已經(jīng)解出了隱式方程，它們的殘余將滿足收斂條件。('146專利第25欄第40-57行)參考'146專利的圖6C和相關(guān)討論。然而，目前解決這個(gè)問(wèn)題的可用方法具有嚴(yán)重的缺點(diǎn)。例如，眾所周知，如杲油藏模擬矩陣按單元排序，則它們可以最好被近似地因式分解。這意味著因式分解和預(yù)處理步驟中的所有操作可以作為子矩陣操作來(lái)進(jìn)行。這些子矩陣具有相對(duì)較小的維度。對(duì)于每塊具有m個(gè)未知量的FIM矩陣，這些子矩陣塊的階全為mxm。因此，對(duì)于最佳效率，用于執(zhí)行這些mxm塊操作的短長(zhǎng)度軟件循環(huán)可以被展開(kāi)，以便顯著增加矩陣解法的整體速度。與FIM系統(tǒng)的mxm子矩陣塊相比，由于子矩陣塊變化的維度，AIM系統(tǒng)的這個(gè)展開(kāi)方法不能被有效實(shí)施。'146專利好像沒(méi)有公開(kāi)用于FIM或AIM系統(tǒng)的有效展開(kāi)技術(shù)。此外，沒(méi)有空間重疊的方法可能會(huì)伴隨較慢的收斂。這些方法要求相當(dāng)多的計(jì)算資源，增加了成本并降低了效率。146專利似乎沒(méi)有公開(kāi)空間重疊。本發(fā)明包括在多變量子系統(tǒng)的近似因式分解中使用與包含空間重疊的有效循環(huán)展開(kāi)相結(jié)合的全局壓力矩陣解法，以此作為AIM系統(tǒng)的預(yù)處理。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供用于更有效更高效地模擬油藏中的流體流動(dòng)同時(shí)消除或最小化所迷問(wèn)題的影響和限制的方法、裝置和系統(tǒng)。參考附圖、隨后的描述和權(quán)利要求書(shū)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將更清楚本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)勢(shì)。圖la示出了油藏的表示圖。圖lb示出了圖la中所示油藏的截面的分解圖。圖2是油藏中感興趣區(qū)域的表示圖，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)其標(biāo)上網(wǎng)格。圖3示出了油藏中感興趣區(qū)域的筒化二維圖，其中^^據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)其標(biāo)上網(wǎng)格。圖4是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。圖5是圖4的步驟250的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖，其集中在準(zhǔn)IMPES簡(jiǎn)化。圖6是圖4的步驟250的替代優(yōu)選實(shí)施例的流程圖，其集中在真IMPES簡(jiǎn)化。圖7是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的感興趣區(qū)域的表示圖。圖8是對(duì)于構(gòu)造k個(gè)子集的步驟(圖4的步驟260)的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。圖9是對(duì)圖8的步驟745的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖的圖示。圖IO示出了采用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以及圖7中所示的感興趣示范性區(qū)域的限制操作符R！選擇的結(jié)果。圖ll示出了采用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以及圖7中所示的感興趣示范性區(qū)域的限制操作符Ri選擇的結(jié)果，其中i等于2。圖12示出了采用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以及圖7中所示實(shí)例的限制操作符R,選擇的結(jié)果，其中i等于3。圖13是圖8步驟770的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)版本的流程圖的圖示，其中步驟770是構(gòu)造填塞的限制符(paddedrestrictor)^的步驟。圖14是填塞的限制符A,應(yīng)用到圖11的示例的結(jié)果的圖示，其中i等于2。圖15是填塞的限制符&應(yīng)用到圖12的示例的結(jié)果654的圖示，其中i等于3。圖16是圖4的步驟270的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖，示出了使用重疊k塊乘性Schwarz算法生成預(yù)處理器。苗述中具體實(shí)施方式.以—卜對(duì)本發(fā)明的優(yōu)遠(yuǎn)頭應(yīng)例K將參考附圖。將理解的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)容易看出在不脫離本發(fā)明的范圍的前提下可以進(jìn)行其他實(shí)施例和變化。為清楚起見(jiàn)，下面定義以下術(shù)語(yǔ)并將其用于描述本發(fā)明的附圖和實(shí)施例。"IMPES單元"只具有單個(gè)未知變量(通常為壓力)的單元，也稱作"單變量單元"。"隱式單元，，具有多于一個(gè)未知變量的單元，也稱作"多變量單元"。"多變量單元"具有多于一個(gè)未知變量的單元，也稱作"隱式單元，，。"單變量單元，，被當(dāng)作好像只有單個(gè)未知變量(通常為壓力)處理的單元，也稱作"IMPES單元"。為了方便起見(jiàn)，將以下描述分成幾個(gè)部分。部分1包括本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的概述。部分2描述了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例構(gòu)造k個(gè)子集。部分3討論了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的預(yù)處理。部分4討論了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的do-循環(huán)的有效展開(kāi)。部分5包括誤差分析討論。部分1:4既述圖la示出了油藏10的表示圖，其具有部分12，部分12在圖lb中以分解圖(二維)示出。油藏10(地下水位之下)通常包括流體20,諸如充滿多孔介質(zhì)30(諸如沙巖或石灰石)之間的孔隙空間的油、氣、水或兩種或三種這些物質(zhì)的混合物，多孔介質(zhì)30構(gòu)成了油藏的巖石。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的油藏(未在圖2中示出)中感興趣區(qū)域的網(wǎng)格化的三維圖。(當(dāng)然，"感興趣區(qū)域的網(wǎng)格化"指的是將網(wǎng)格施加到通常存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的感興趣區(qū)域的模聖上，而不是將某種物理網(wǎng)格施加到地下地球本身中的感興趣區(qū)域。)感興趣區(qū)域50被網(wǎng)格化成單元60。雖然圖2中示出了結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格，但是根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)格化可以是結(jié)構(gòu)化的或非結(jié)構(gòu)化的。用于網(wǎng)格化感興趣區(qū)域的商業(yè)軟件應(yīng)用程序(諸如GOCAD、FLOGRID以及PETREL)可以很容易地獲得。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的被網(wǎng)格化成諸如單元106之類的單元的油藏中的感興趣區(qū)域105的簡(jiǎn)化二維;枧圖。在圖3的示例中，不同類型的單元被示為具有不同的陰影。每個(gè)單元具有一個(gè)或多個(gè)未知屬性，由變量所表示。不同單元類型是由變量的數(shù)量來(lái)區(qū)分的，表示不同單元具有的未知屬性?？赡苡须[式單元，其具有多于一個(gè)的未知變量，還可能有IMPES單元，如果存在的話，其具有單個(gè)未知變量。在圖3中所示的示例中，沒(méi)有陰影的單元("IMPES單元"110)具有一個(gè)未知屬性，由一個(gè)變量所表示，而具有密點(diǎn)陰影的單元("類型2單元，，120)具有三個(gè)未知屬性，由三個(gè)變量所表示?！獋€(gè)共同的未知變量通常是壓力，但也可以是某個(gè)其他變量。如果有的話，類型1單元是IMPES單元?；谒鼈兊奈粗兞康臄?shù)量，多變量單元類型在此處被順序編號(hào)，從2開(kāi)始，類型2單元具有大于一的最低數(shù)量的未知變量，類型3單元具有下一個(gè)最高數(shù)量的未知變量，等等，未知變量的數(shù)量不斷增加。雖然通常有一個(gè)或多個(gè)只具有一個(gè)未知變量(IMPES單元)的單元，但是為了實(shí)踐本發(fā)明并不要求只具有單個(gè)未知變量的單元出現(xiàn)在網(wǎng)格中。圖4是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。在開(kāi)始200之后，選擇210油藏中感興趣區(qū)域用于建模。對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化220,網(wǎng)格由具有變量所表示的未知屬性的單元組成，每個(gè)單元具有一個(gè)共同的未知變量。典型地，如圖4的步驟220中所列，該共同的未知變量是壓力。網(wǎng)格可以是結(jié)構(gòu)化的或非結(jié)構(gòu)化的?；谒鼈兊奈粗兞康臄?shù)量標(biāo)識(shí)230感興趣區(qū)域中出現(xiàn)的不同類型的單元。繼續(xù)參考圖4，構(gòu)造240矩陣，以基于不同類型的單元表示感興趣區(qū)域。對(duì)于圖3的示例，其在感興趣區(qū)域105中具有兩種類型的單元，類型1單元IIO具有一個(gè)未知變量，類型2單元120具有三個(gè)未知變量，AIM矩陣A可以被寫(xiě)成3x3的塊的形式，如下所示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>(方程3)其中s表示類型2單元120中的非壓力變量，q表示類型2單元UO中的壓力，e表示類型1單元110中的壓力。根據(jù)上述矩陣的劃分，逐個(gè)單元地對(duì)所有變量進(jìn)行排序。對(duì)于單個(gè)變量單元類型，矩陣A要求一個(gè)塊行和一個(gè)塊列。但是對(duì)于每個(gè)多變量單元類型，矩陣A要求兩個(gè)額外的塊行和兩個(gè)額外的塊列。對(duì)于圖3的示例，其具有兩種類型的單元，只有其中一種是多變量單元類型，如上所述，矩陣A對(duì)于單個(gè)變量單元類型(類型l單元110)要求一個(gè)塊列和一個(gè)塊行，而對(duì)于單個(gè)多變量單元類型(類型2單元120)要求兩個(gè)額外的塊4f和兩個(gè)額外的塊列，總共有三個(gè)塊列和三個(gè)塊行。而且，例如，如果一個(gè)具有三種類型的單元，其中一種是類型1單元，其他是多變量單元類型，則矩陣A具有五個(gè)塊行和五個(gè)塊列。采用下列方程對(duì)被稱作x的未知變量進(jìn)行求解Ax-b(方程4)其中x是表示單元的未知屬性的變量的塊矢量，b是已知量的塊矢量。這是與此處的方程2(如'146專利中給出的)相同的方程，方程2中的"C"被字母"b"代替。選擇方程4中給出的形式是因?yàn)槠渑c本發(fā)明人的其他著作和作品相一致，但是這兩個(gè)方程是相同的。在方程4中，塊矢量x和塊矢量b的長(zhǎng)度相同。塊矢量x和塊矢量b的長(zhǎng)度與感興趣區(qū)域中的單元的總數(shù)量相同。對(duì)于圖3中示出的示例，其中感興趣區(qū)域105是高十個(gè)單元乘以寬十一個(gè)單元，矢量x和矢量b的長(zhǎng)度是110,與單元的總數(shù)量相同。再次參考圖4,解方程4的下一步驟是通過(guò)使用簡(jiǎn)化過(guò)程從矩陣中的其他變量中至少部分地分離(decouple)250壓力，以生成簡(jiǎn)化矩陣(reducedmatrix)。(在共同的未知變量不是壓力而是其他變量的實(shí)施例中，在這個(gè)步驟要從其他變量中至少部分地分離那個(gè)變量(不是壓力)。)根據(jù)本發(fā)明，有許多不同的已知簡(jiǎn)化過(guò)程可以被用來(lái)從其他變量中分離壓力。一些簡(jiǎn)化過(guò)程可能在一些情況中比其他簡(jiǎn)化過(guò)程更合適?？梢允褂玫膬蓚€(gè)簡(jiǎn)化過(guò)程是準(zhǔn)IMPES簡(jiǎn)化和真IMPES簡(jiǎn)化，下面將更全面地討論這兩個(gè)過(guò)程。真IMPES簡(jiǎn)化通常比準(zhǔn)IMPES產(chǎn)生更接近對(duì)稱的壓力矩陣。如杲對(duì)于預(yù)處理方法來(lái)說(shuō)對(duì)稱并不是主要問(wèn)題，則準(zhǔn)IMPES效果很好。但是諸如代數(shù)多網(wǎng)格(AMG)預(yù)處理方法之類以，如果例如使用AMG方法來(lái)求解壓力，則真IMPES更合適。二在油藏模擬中，使用IMPES筒化從其他變量中近似分離壓力是常見(jiàn)的做法。在Wallis，J.R.，Kendall，R.P.,以及Little,T.E.的"ConstrainedResidualAccelerationofConjugateResidualMethods"(SPE13536,在SPESymposiumonReservoirSimulation,Houston,TX,Feb.10-13,1985(WaIis等1985)所作)中，作者使用被稱作"CPR"方法中的代數(shù)過(guò)程，此處引用其內(nèi)容以供參考。如引用的文獻(xiàn)中所述的CPR方法被應(yīng)用到與FIM相關(guān)的線性系統(tǒng)。那個(gè)代數(shù)過(guò)程在此處被稱作"準(zhǔn)IMPES簡(jiǎn)化"。圖5示出了實(shí)施準(zhǔn)IMPES筒化的本發(fā)明的一方面的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。準(zhǔn)IMPES簡(jiǎn)化如下列縮放矩陣Q所述，其中設(shè)定252Q為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage21</formula>(方程5)并且其中(方程6)以及(方程7)其中diag(Aqs),diag(Ass)和diag(Aes)表示分別由Aqs、Ass和Aes的主對(duì)角塊組成的塊對(duì)角矩陣。I是單位矩陣，其對(duì)角線上為1，其余為0。繼續(xù)參考圖5,方程4，Ax=b，的兩邊都乘以253Q，這樣Ax=b變成(方程8)作為縮放矩陣(scalingmatrix)Q和矩陣A的積計(jì)算簡(jiǎn)化的矩陣A:2,(方程9)并且^=26(方程IO)真IMPES簡(jiǎn)化是可以根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行的另一個(gè)簡(jiǎn)化過(guò)程。圖6中示出了使用真IMPES簡(jiǎn)化的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。真IMPES筒化在Stone,H丄.和Garder,Jr.,A.O.的"AnalysisofGas-caporDissolved-GasDriveReservoirs"，AIME(1961),Vol.222中有所討論，此處引入其內(nèi)容，以供參考。可以計(jì)算真IMPES縮放矩陣(此處稱作T)。參考圖6,開(kāi)始255于將T設(shè)為256如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>(方程11)在真IMPES簡(jiǎn)化中，對(duì)于T:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>(方程12)r=-cW畫(huà))cofc"ntK)(方程13)其中colsum(Aqs)，colsum(Ass)和colsum(Aes)表示塊對(duì)角矩陣，并且其中每個(gè)對(duì)角塊分別是Aqs、Ass和Aes的對(duì)應(yīng)塊列中的塊的總和。再參考圖6，將方程4Ax=b的兩邊乘以2"T,得到方程8,2",但是其中^-T6(方程14)并且筒化矩陣A為2=T>4(方程15)此外，其他類型的簡(jiǎn)化可以被用于圖4中的步驟250。再次參考圖4，網(wǎng)格的所有未知變量的集合將被分成260許多子集。令k為隱式單元類型的數(shù)量加一，所述"一，，表示通常具有單個(gè)共同未知變量(一般為壓力)的全集?；叵腚[式單元是那些具有多于一個(gè)未知變量的單元。K個(gè)子集可能重疊。部分2包含了用于構(gòu)造k個(gè)子集的圖4中的步驟260的優(yōu)選實(shí)施例的描述。將預(yù)處理器應(yīng)用到方程，以使它們更容易求解。為了對(duì)方程82;c=F，構(gòu)造預(yù)處理器，采用可以具有各種形式的重疊乘性Schwarz過(guò)程(圖4的步驟280)。這將在部分3進(jìn)行更深入的討論。部分2:將感興趣區(qū)域分成k個(gè)子集圖7示出了感興趣區(qū)域605,其具有具有一個(gè)未知變量的類型l單元、具有三個(gè)未知變量的類型2單元以及具有四個(gè)未知變量的類型3單元。圖7的示例中有三種不同類型的單元；結(jié)果，k等于3，其中k是隱式單元類型的數(shù)量加一?；叵腚[式單元類型是每個(gè)單元具有多于一個(gè)未知變量的單元類型。單元的未知變量由位于相關(guān)單元內(nèi)606的字母所表示。在圖7的示例中，通常將壓力未知變量標(biāo)記為P,將例如飽和度、成分、溫度的非壓力未知變量標(biāo)記為XI、X2…Xn。在圖7的示例中，用單個(gè)P608標(biāo)記類型1單元610;用P、XI612(對(duì)于油飽和度)和X2613(對(duì)于水飽和度)標(biāo)記類型2單元620(即三個(gè)未知變量，具有25%的陰影圖案)，并且類型3單元625(即四個(gè)未知變量，圖7中的麻點(diǎn)陰影圖案)被標(biāo)記為P、XI、X2和X3622(對(duì)于溫度)。圖8是對(duì)于構(gòu)造k個(gè)子集的步驟(圖4中的步驟260)的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。從圖4的步驟250開(kāi)始700，并且令710感興趣區(qū)域中的單元總數(shù)為h，令變量總數(shù)為N,令k等于隱式單元類型的數(shù)量加一。類型i單元的每個(gè)單元具有ni個(gè)變量，其中i-2，...，k。類型1單元是IMPES單元(如果有的話)。在圖7中所示的示例中，1!是110，N是188，k是3。令720i等于1。生成725限制矩陣(restrictionmatrix)R!，其選擇集合l，包括所有單元的壓力變量(或者在其他實(shí)施例中，就是共同的未知變量，不管其是什么，如果不是壓力的話)的集合，所述所有單元包括存在的IMPES單元，如果有的話。這允許在感興趣區(qū)域中選擇所有單元。為了讓這個(gè)正常工作，共同的未知變量(在這個(gè)示例中為壓力)應(yīng)該在每個(gè)單元中的第一位置。如果共同的未知變量在不同的位置，則必須相應(yīng)地修正算法。圖9中示出了圖8的步驟725(對(duì)于i等于1)和步驟745(對(duì)于i大于l)的詳細(xì)版本。從圖8中的步驟720開(kāi)始800，對(duì)于步驟725(或從圖8中的步驟740開(kāi)始，對(duì)于步驟745)。令810:設(shè)定812《)等于0，p等于1，…，h的范圍；并且q等于1，…，N的范圍。令814p等于l。設(shè)816q為集合i中對(duì)應(yīng)于變量數(shù)量p的解矢量未知數(shù)量。設(shè)818g等于l。確定820p是否等于h。如果不是的話，設(shè)定822p等于p+l并且返回步驟816。如果p等于l,,設(shè)定8241^等于[,)1。設(shè)定826Pi等于R,并且返回圖8(如果對(duì)步驟725使用圖9則返回步驟740,或者如杲對(duì)步驟745使用圖9則返回步驟765)。圖10示出了使用圖7中所述示例的限制操作符&選擇的結(jié)果。在這個(gè)示例中使用限制操作符R!導(dǎo)致集合1630,其中壓力是僅有(方程16)的未知變量。選擇每個(gè)具有壓力608作為未知變量的單元606，不管它是只有一個(gè)未知變量的單元635還是具有多于一個(gè)未知變量的單元640、645。再次參考圖8，設(shè)定740i等于i+l。產(chǎn)生745A^^的限制矩陣R,，限制矩陣選擇集合i變量，其中集合i包括由每個(gè)類型i的單元的ni個(gè)變量以及任意類型j單元(其中j小于i)的nj個(gè)變量定義的h個(gè)變量的集合，所述任意類型j單元具有共享超過(guò)單個(gè)點(diǎn)的類型i鄰居。再次，圖9示出了對(duì)圖8的步驟745的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)流程圖。具有類型i鄰居的類型j單元在這里被稱作"鄰近單元"。逐個(gè)單元地對(duì)變量進(jìn)行排序。圖11示出了使用圖7中所述示例的限制操作符Ri選擇的結(jié)果650，其中i等于2。在圖ll中，如在圖7中那樣，用單個(gè)P標(biāo)記諸如610的類型1單元；用P、XI和X2標(biāo)記諸如620的類型2單元(即三個(gè)未知變量)；用P、XI、X2和XS標(biāo)記類型3單元625(即四個(gè)未知變量)。因?yàn)閕等于2，所以選擇諸如620的類型2單元。此外，也選擇是類型j單元并且與類型2單元在超過(guò)一個(gè)點(diǎn)處毗連的鄰近單元，其中j小于i。在這種情況中，類型j單元是與類型2單元在超過(guò)一個(gè)點(diǎn)毗連的類型l單元，諸如640。所有R2選擇的單元以25%的圖案示出，而不管它們的變量數(shù)量。類似地，圖12示出了使用圖7中所述示例的限制操作符&選擇的結(jié)果652,其中i等于3。在圖12中，如在圖7中那樣，用單個(gè)P標(biāo)記類型1單元610,用P、XI和X2標(biāo)記諸如620的類型2單元，并且將諸如625的類型3單元標(biāo)記為P、XI、X2和X3。選擇所有類型3單元。也選擇類型3單元的諸如670、675之類的鄰近單元，其是類型j單元，其中j小于i。所有R3選擇的單元用麻點(diǎn)(點(diǎn)刻？)圖案示出，而不管它們的變量數(shù)量。再參考圖8>—旦選擇了類型i單元以及它們相應(yīng)的類型j鄰近單元，那么下一步驟是通過(guò)構(gòu)造765填塞限制符A,將合適數(shù)量的虛擬變量添加到鄰近單元。步驟770的詳細(xì)版本在圖13中示出，下面將進(jìn)行討論。繼續(xù)參考圖8，如果780i不等于k，那么返回步驟740。如果i等于k，那么轉(zhuǎn)到795圖4的步驟270。雖然圖8開(kāi)始在步驟720中設(shè)定i等于1,并且在這個(gè)示例中以i的增加次序來(lái)進(jìn)行(參見(jiàn)步驟740)，增加到直至i等于k(參見(jiàn)步驟780)，這些步驟的方法論(即選擇i用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的限制矩陣的次序)與次序無(wú)關(guān)。在其他實(shí)施例中，可以從i等于k開(kāi)始，然后減小i直到i等于l,或者以選取的任何次序進(jìn)行以選擇i。圖13示出了圖8的步驟770的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)版本，步驟770是構(gòu)造填塞限制符^的步驟。填塞限制符按照需要將啞變量添加到所選擇的鄰近單元?；叵雸D9的步驟826中，Pi等于R〖，其中R't是R，的轉(zhuǎn)置。從圖8的步驟745開(kāi)始"0，設(shè)定852i等于2。令8Mli是集合i中的變量數(shù)量，m,是由集合i的變量所表示的單元的數(shù)量，并且ni是類型i單元的未知量的數(shù)量。設(shè)定856q等于l。令858Cq是包含變量數(shù)量q("q-單元")的集合i中的單元的數(shù)量，并令Dq是對(duì)應(yīng)于變量數(shù)量q的單元Cq內(nèi)的未知量數(shù)量。令860s;j是K",)x^矩陣Si的元。確定862p是否等于(Cq-1)*ni+Dq。如果不等，則設(shè)定864S^等于0。如果相等，則設(shè)定866S^等于1。確定868q是否等于h。如果q不等于l,，設(shè)定870q等于q+l并且返回步驟858。如果q等于h，則確定872p是否等于miiv如果p不等于m化，設(shè)定p等于p+l，并返回步驟858。如果P等于m化，則作為Si和Ri的積計(jì)算876i,,并且令g為^的轉(zhuǎn)置。生成878填塞Schwarz矩陣(方程17)并且對(duì)于&X^中的每個(gè)零行(該行全為零)，在其主對(duì)角線設(shè)定非零(1)。矩陣D,表示添加的這些對(duì)角線元素，添加這些對(duì)角線元素是為了防止由于虛擬方程和變量的加入而導(dǎo)致的A,的奇異性。確定880i是否等于k。如果i不等于k，設(shè)定882i等于i+l，并且返回步驟854。如果i等于k，那么轉(zhuǎn)到圖8的步驟780。謹(jǐn)記共同的變量(通常為壓力)優(yōu)選地總是在每個(gè)單元的第一位置；如果其不在第一位置，那么需要相應(yīng)地^修正算法。圖14示出了填塞限制符&應(yīng)用到圖11的結(jié)果651,其中i等于2。在圖14中，如在圖11和圖7中那樣，用單個(gè)P標(biāo)記諸如610的類型1單元；用P、XI和X2標(biāo)記諸如620的類型2單元(即三個(gè)未知變量)，并將類型3單元625(即四個(gè)未知變量)標(biāo)記為P、XI、X2和X3。由于i等于2，在圖11中選擇諸如620的類型2單元，以及諸如640的類型j單元的鄰近單元，其中j小于i,并且類型j單元在多于一個(gè)點(diǎn)處毗連類型2單元。如在圖11中的那樣，所有R2選擇的單元用25%圖案示出，而不管它們的變量數(shù)量?，F(xiàn)在在圖14中，符號(hào)D所表示的虛擬單元(dummycell)已經(jīng)纟皮添加到所選擇的諸如640的鄰近單元，以便所選擇的鄰近單元具有與所選擇的類型2單元相同數(shù)量的變量，即三個(gè)變量。圖15示出了填塞限制符蔽,應(yīng)用到圖12的結(jié)果654,其中i等于3。在圖15中，如在圖12和圖7中的那樣，用單個(gè)P標(biāo)記類型1單元610,用P、XI和X2標(biāo)記諸如620的類型2單元，并將諸如625的類型3單元標(biāo)記為P、XI、X2和X3。由于i等于3,在圖12中選擇所有的類型3單元以及類型3單元的鄰近單元，類型3單元的鄰近單元是類型j單元，其在多于一個(gè)點(diǎn)處毗連類型3單元，其中j小于i。由于圖12的i等于3，j等于1或2，因此選擇鄰近類型3單元的類型1和類型2單元，諸如類型2單元670和類型1單元675。如在圖12中那樣，所有R3選擇的單元用麻點(diǎn)圖案示出，而不管它們的變量數(shù)量?，F(xiàn)在在圖15中，符號(hào)D所表示的虛擬單元已經(jīng)被添加到所選擇的諸如670、675等鄰近單元，以便所選擇的鄰近單元具有與所選擇的類型3單元相同數(shù)量的變量，即四個(gè)變量。部分3:預(yù)處理部分3，案例l:使用重疊乘性Schwarz算法圖16是如圖4中所示的步驟270的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖，其集中在使用重疊乘性Schwarz算法生成預(yù)處理器。殘余矢量被表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>(方程18)其中S是最近的近似解矢量。令M"是A的近似逆。使用經(jīng)過(guò)預(yù)處理的殘余？-M來(lái)改進(jìn)x的近似<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>(方程19)這與方程4中的x相同，但是這里的努力旨在獲得x的近似解。使用臨時(shí)變量s保存中間殘余，并且yi是子空間V,上所有未知變量的中間解?？梢酝ㄟ^(guò)以下步驟來(lái)定義重疊乘性Schwarz預(yù)處理的使用。參考圖16,從圖4的步驟260開(kāi)始400。作為起始步驟，設(shè)定410i等于l。使用以下方程對(duì)所有單元中的壓力y進(jìn)行求解420:(方程20)并且i殳定430近似解x為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>(方程21)并且設(shè)定430^"Xc。確定440i是否等于k。如果i等于k,那么轉(zhuǎn)到450圖4的步驟280。如果i不等于k,設(shè)定460i等于i+l。使用以下方程求解470y1:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>(方程22)使用^的新值，計(jì)算480x的新值等于x加6乂.。然后按下式計(jì)算490s的新值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>(方程23)返回步驟440,重復(fù)步驟440到480,直至i等于k。然后繼續(xù)450到圖4的步驟280。部分3,案例2:使用具有不精確局部解的重疊乘性Schwarz算法在實(shí)際應(yīng)用中，方程20和22可以用不準(zhǔn)確局部解來(lái)代替。示例包括但不限于塊ILU(K)、嵌套因式分解、使用諸如GMRES或ORTHOMIN之類的加速方法的線高斯賽得(LineGauss-Seidel)或預(yù)處理的迭代解法。請(qǐng)參考Y.Saad和M.H.Schultz.的"GMRES:ageneralizedminimalresidualalgorithmforsolvingnonsymmetriclinearsystems"，SIAMJournalonScientificandStatisticalComputing,7,PP856-869,1986;以及Vinsome在1976年2月19-20號(hào)洛杉磯召開(kāi)的FourthSymposiumofNumericalSimulationofReservoirPerformanceoftheSocietyofPetroleumEngineersofAIME上所作的SPE5729"P.K.W:Orthomin,anIterativeMethodforSolvingSparseSetsofSimultaneousLinearEquations"，此處引用以供參考。部分4:高效展開(kāi)在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)使用高效循環(huán)展開(kāi)方法來(lái)提高效率。在固定的隱式"J",子矩陣塊中對(duì)填塞的AIM子矩陣A=a:^,+a.(W)進(jìn)行劃分。因此使用固定塊大小的子矩陣操作對(duì)義,進(jìn)行分解或近似因式分解。同樣，在使用^的因子的求解或近似求解的步驟中，采用固定塊大小的子矩陣操作。通過(guò)展開(kāi)與塊維度ni相關(guān)的內(nèi)部do-循環(huán)(即完整寫(xiě)出代碼而不是使用do-循環(huán))來(lái)高效執(zhí)行這些子矩陣操作。虛擬變量和方程的引入使得因式分解的義,矩陣具有固定大小的子矩陣塊，并且使得展開(kāi)對(duì)于AIM預(yù)處理實(shí)用有效。展開(kāi)方法在圖16的步驟420和470的實(shí)施中尤為有用，這兩個(gè)步驟也是圖16中最耗費(fèi)計(jì)算的步驟。這個(gè)循環(huán)展開(kāi)技術(shù)也可以被用在本發(fā)明的其他步驟，以提高效率。例如，通過(guò)將相同類型的所有單元分組然后用這些分組劃分a,產(chǎn)生子矩陣塊，子矩陣塊本身也可以被進(jìn)一步劃分成小固定尺寸的子矩陣塊。圖16的步驟490中的矩陣-矢量相關(guān)的循環(huán)。對(duì)于軟件實(shí)施，AIM子矩陣；-A.:iA+A,i=2，…，k被劃分成固定的隱式"J",子矩陣塊，其用在^的所有因式分解或近似因式分解中并用在Schwarz預(yù)處理步驟中。可以通過(guò)展開(kāi)與塊維度ni相關(guān)的內(nèi)部循環(huán)來(lái)高效完成這些子矩陣操作。部分5:誤差分析以下是使用無(wú)重疊的乘性Schwartz算法的方法的誤差分析，所述算法類似于根據(jù)146專利可能使用的。方程8可以被寫(xiě)為200680023095.2說(shuō)明書(shū)第19/21頁(yè)4《《、?！?4、《3-(方程24)具有輔助矩陣A,的下述系統(tǒng)等同于原始系統(tǒng)m辨00《-40J.0爐、r，-,07,_(方程25)這個(gè)輔助矩陣A^可以被近似因式分解為4付、00人0000々《44,《40一J0/0000/0000/_(方程26)誤差矩陣為-000000《人00000000(方程27)如下所示，相比使用本發(fā)明，采用這樣的方法將會(huì)收斂的更慢并且在大多數(shù)情況中花費(fèi)更多的計(jì)算時(shí)間?，F(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的ii乘性Schwarz方法的誤差分析。A被劃分成塊4x4的形式4《0々々々0《《004*4(方程28)其中Am和A明與方程3中的相同。方程3中的塊Aee被進(jìn)一步細(xì)分成兩個(gè)部分具有至少一個(gè)隱式鄰近單元的顯式單元(Abb)和沒(méi)有隱式近鄰的那些顯式單元(An)。對(duì)于重疊兩塊乘性Schwarz,定義延長(zhǎng)操作符R^和112為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>(方程29)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>(方程30)其中Is、Iq、Ib和h是其階與A的劃分相一致的單位矩陣,具有輔助矩陣A'的下述系統(tǒng)等同于原始系統(tǒng)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>(方程31)這個(gè)輔助矩陣可以;故近似因式分解為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage31</formula>(方程32)其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage32</formula>因此，在兩個(gè)重疊子空間上精確求解的情況下，僅有的殘余誤差與具有顯式邊界單元近鄰的非邊界顯式單元相關(guān)。這些誤差項(xiàng)通常遠(yuǎn)小于方程27中的誤差項(xiàng)。由于后者的誤差項(xiàng)具有與非壓力變量的額外耦合。同時(shí)注意IMPES簡(jiǎn)化步驟試圖簡(jiǎn)化的正是這些壓力-非壓力耦合。雖然提供上述內(nèi)容的目的是為了詳細(xì)說(shuō)明、解釋和描述自動(dòng)重復(fù)陣列微結(jié)構(gòu)故障檢驗(yàn)的特定實(shí)施例，但是在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的條件下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明確并作出上述方法、系統(tǒng)和其他實(shí)施例的lf改和調(diào)整。權(quán)利要求1.一種進(jìn)行油藏模擬的方法，包括以下步驟a.通過(guò)將感興趣區(qū)域網(wǎng)格化，建立感興趣區(qū)域的油藏模型，網(wǎng)格由一種或多種類型的單元組成，單元的類型由表示單元屬性的未知變量的數(shù)量來(lái)區(qū)分，但是每個(gè)單元具有共同的變量作為未知變量；b.對(duì)網(wǎng)格識(shí)別不同的單元類型；c.基于不同的單元類型為油藏模型構(gòu)造整體矩陣(overallmatrix)；d.通過(guò)使用簡(jiǎn)化過(guò)程，在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離出所述共同的變量，以生成簡(jiǎn)化矩陣；e.數(shù)學(xué)地將所述簡(jiǎn)化矩陣中的變量通過(guò)單元類型分解成k個(gè)子集；f并且將重疊乘性Schwartz過(guò)程應(yīng)用到該簡(jiǎn)化矩陣，以得到預(yù)處理器。2.權(quán)利要求1的方法，其中建立步驟(b)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格。3.權(quán)利要求1的方法，其中建立步驟(b)導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格。4.權(quán)利要求l的方法，其中該共同的變量是壓力。5.權(quán)利要求l的方法，其中該共同的變量是溫度。6.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括使用步驟(f)的預(yù)處理器求解未知變量。7.權(quán)利要求1的方法，其中基于感興趣區(qū)域的單元類型的數(shù)量，在構(gòu)造步驟(c)構(gòu)造的整體矩陣被寫(xiě)成塊的形式。8.權(quán)利要求7的方法，其中存在單個(gè)變量單元-類型并且矩陣A要求一個(gè)塊行和一個(gè)塊列。9.權(quán)利要求7的方法，其中對(duì)于每個(gè)單個(gè)變量單元-類型，矩陣A要求一個(gè)塊行和一個(gè)塊列，并且對(duì)于每一個(gè)塊列多變量單元-類型，矩陣A要求兩個(gè)額外的塊行和兩個(gè)額外的塊列。10.權(quán)利要求1的方法，其中使用準(zhǔn)IMPES簡(jiǎn)化執(zhí)行在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的步驟(d)。11.權(quán)利要求1的方法，其中使用真IMPES簡(jiǎn)化執(zhí)行在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的步驟(d)。12.權(quán)利要求l的方法，其中數(shù)學(xué)地分解所述簡(jiǎn)化矩陣中的變量的步驟(e)進(jìn)一步包括(e)(1)令感興趣區(qū)域中的單元的總數(shù)量為h，令變量的總數(shù)量為N,令k等于隱式單元類型的數(shù)量加一，類型-i單元的每個(gè)單元具有n,個(gè)變量，其中i-l，2,k,如果有的話，類型1單元為IMPES單元；(e)(2)設(shè)定i等于1;(e)(3)生成/pc7V限制矩陣Ri:其中l(wèi)i是單元的總數(shù)量，N是變量的總數(shù)量，以便R!選擇集合1變量；(e)(4)設(shè)定i等于i+l;(e)(5)生成/^cW限制矩陣R"其選擇集合i變量；(e)(6)確定填塞的限制符么；(e)(7)如果i不等于k,重復(fù)步驟(e)(4)到(e)(6)，直到i等于k。13.權(quán)利要求12的方法，其中(e)(6)確定填塞的限制符的步驟(e)(6)進(jìn)一步包括(e)(6)(i)令^{《《."《};(e)(6)(ii)設(shè)定々等于0，p等于l，…，h的范圍；并且q等于1，...，N的范圍；(e)(6)(iii)令p等于1;(e)(6)(iv)對(duì)應(yīng)于集合i中變量數(shù)量p,作為解矢量未知數(shù)量設(shè)定q(e)(6)(v)設(shè)定"等于1;(e)(6)(vi)確定p是否等于1"如果不等，設(shè)定p等于p+l并且返回步驟(e)(6)(iv),而如果p等于l,，設(shè)定R等于以及(e)(6)(vii)設(shè)定P,等于R「。14.權(quán)利要求1的方法，將重疊乘性Schwarz過(guò)程應(yīng)用到簡(jiǎn)化矩陣得到預(yù)處理器的步驟(f)進(jìn)一步包括(f)(1)設(shè)定i等于1;(f)(2)使用方程A乂-^r,在所有單元中求解壓力y;(f)(3)設(shè)定近似解x為x-Pji,并且設(shè)定s等于r-Ax;確定i是否等于k,如果不是，(i)設(shè)定i等于i+l;(ii)<吏用A力-》,s,求解y"(iii)使用yi的新值，計(jì)算等于x+5乂.的x的新值;(iv)計(jì)算等于s減去積:^,義.的s的新值；以及(v)返回確定步驟(f)(4),直到i等于k。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>15.權(quán)利要求1的方法，其中存在k-l個(gè)不同的單元類型，其中m〉l,并且數(shù)學(xué)地分解簡(jiǎn)化矩陣中的變量的步驟(e)進(jìn)一步包括(e)(l)對(duì)類型mpl,i=l到k-l的每個(gè)單元，形成由類型nii單元和它們的不同類型的近鄰組成的子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)具有恒定的塊大??；(e)(2)對(duì)類型n〉n^的近鄰，在構(gòu)造子系統(tǒng)時(shí)，挑選共同的m個(gè)變量；以及(e)(3)對(duì)rKm，44選所有的n個(gè)變量，并且用m-n個(gè)虛擬變量填塞系統(tǒng)。16.權(quán)利要求6的方法，其中共同的變量是壓力，并且其中基于感興趣區(qū)域中的單元類型的數(shù)量，在構(gòu)造步驟(c)中構(gòu)造的整體矩陣被寫(xiě)成塊的形式。17.權(quán)利要求16的方法，其中對(duì)每個(gè)單個(gè)變量單元-類型，矩陣A要求一個(gè)塊行和一個(gè)塊列，并且對(duì)于每個(gè)一個(gè)塊列多變量單元-類型，矩陣A要求兩個(gè)額外的塊行和兩個(gè)額外的塊列。18.權(quán)利要求17的方法，其中使用真IMPES筒化執(zhí)行在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的步驟(d)。19.權(quán)利要求17的方法，其中使用準(zhǔn)IMPES簡(jiǎn)化執(zhí)行在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的步驟(d)。20.用于進(jìn)行油藏模擬的方法，使用感興趣區(qū)域的油藏模型，感興趣區(qū)域已經(jīng)被網(wǎng)格化，感興趣區(qū)域的網(wǎng)格由一種或多種類型的單元組成，單元的類型由表示單元屬性的未知變量的數(shù)量來(lái)區(qū)分，但是每個(gè)單元具有共同的變量作為未知變量，所述方法包括以下步驟a)對(duì)網(wǎng)格識(shí)別不同的單元類型；b)基于不同的單元類型為油藏模型構(gòu)造整體矩陣；c)通過(guò)使用簡(jiǎn)化過(guò)程，在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離出所述共同的變量，以生成簡(jiǎn)化的矩陣；d)數(shù)學(xué)地將所述簡(jiǎn)化矩陣中的變量通過(guò)單元類型分解成k個(gè)子集，進(jìn)一步包括(d)(1)令感興趣區(qū)域中的單元的總數(shù)量為h,令變量的總數(shù)量為N,令k等于隱式單元類型的數(shù)量加一，類型-i單元的每個(gè)單元具有ni個(gè)變量，其中i-2，...，k,如果有的話，類型1單元為IMPES單元；(d)(2)設(shè)定i等于1;(d)(3)生成/,JcW限制矩陣R^:其中l(wèi)i是單元的總數(shù)量，N是變量的總數(shù)量，以便R選擇集合1變量；(d)(4)設(shè)定i等于i+l;(d)(5)生成/^W限制矩陣R,，其選擇集合i變量；(d)(6)確定填塞的限制符R"(d)(7)如果i不等于k,重復(fù)步驟(e)(4)到(e)(6)，直到i等于k;e)將重疊乘性Schwartz過(guò)程應(yīng)用到該簡(jiǎn)化矩陣，以得到預(yù)處理器；以及f)使用步驟e)的預(yù)處理器求解未知變量。21.權(quán)利要求20的方法，其中步驟(d)(6)確定填塞的限制符的步驟進(jìn)一步包括(d)(6)(i)令K(d)(6)(ii)設(shè)定^等于0，p等于1，…，h的范圍；并且q等于1，...，N的范圍；(d)(6)"ii)令p等于1;(d)(6)(iv)對(duì)應(yīng)于集合i中變量數(shù)量p,作為解矢量未知數(shù)量設(shè)定q(《"工')；(d)(6)(v)設(shè)定々等于1;(d)(6)(vi)確定p是否等于ii，如果不等，設(shè)定p等于p+l并且返回步驟(d)(6)(iv)，而如果p等于h,設(shè)定R,等于^]—以及(d)(6)(vii)設(shè)定P,等于R「。22.權(quán)利要求21的方法，將重疊乘性Schwarz過(guò)程應(yīng)用到簡(jiǎn)化矩陣得到預(yù)處理器的步驟(e)進(jìn)一步包括(e)(1)設(shè)定i等于1;(e)(2)使用方程;ij,-Ar，在所有單元中求解壓力y;(e)(3)設(shè)定近似解x為i=3y,，并且設(shè)定s等于r-Ax;(e)(4)確定i是否等于k,如果不是，(e)(4)(i)設(shè)定i等于i+l;(e)(4)(ii)使用i,.x.-為j,求解y,;(e)(4)(m)使用^的新值，計(jì)算等于x+《y,的x的新值；(e)(4)(iv)計(jì)算等于s減去積2^:P,的s的新值；以及(e)(4)(v)返回確定步驟(f)(4),直到i等于k。23.權(quán)利要求20的方法，其中共同的變量是壓力。24.權(quán)利要求20的方法，其中共同的變量是溫度。25.權(quán)利要求20的方法，其中使用準(zhǔn)IMPES簡(jiǎn)化執(zhí)行在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的步驟(d)。26.權(quán)利要求20的方法，其中使用真IMPES簡(jiǎn)化執(zhí)行在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的步驟(d)。27.—種機(jī)器可讀的程序存儲(chǔ)設(shè)備，有形地具體化由機(jī)器可執(zhí)行的程序指令，以執(zhí)行用于使用油藏模型進(jìn)行油藏模擬的方法步驟，其中感興趣區(qū)域已經(jīng)被網(wǎng)格化，感興趣區(qū)域的網(wǎng)格由一種或多種類型的單元組成，單元的類型由表示單元屬性的未知變量的數(shù)量來(lái)區(qū)分，但是每個(gè)單元具有共同的變量作為未知變量，所述方法步驟包括a)對(duì)網(wǎng)格識(shí)別不同的單元類型；b)基于不同的單元類型為油藏模型構(gòu)造整體矩陣；c)通過(guò)使用簡(jiǎn)化過(guò)程，在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離出所述共同的變量，以生成簡(jiǎn)化矩陣；d)數(shù)學(xué)地將所述簡(jiǎn)化矩陣中的變量通過(guò)單元類型分解成k個(gè)子集；e)將重疊乘性Schwartz過(guò)程應(yīng)用到該簡(jiǎn)化矩陣，以得到預(yù)處理器；f)使用預(yù)處理器求解未知變量。28.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中網(wǎng)格是結(jié)構(gòu)化的。29.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中網(wǎng)格是非結(jié)構(gòu)化的。30.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中共同的變量是壓力。31.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中共同的變量是溫度。32.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中基于感興趣區(qū)域的單元類型的數(shù)量，在構(gòu)造步驟(b)構(gòu)造的整體矩陣被寫(xiě)成塊的形式。33.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中存在單個(gè)變量單元-類型并且矩陣A要求一個(gè)塊行和一個(gè)塊列。34.權(quán)利要求33的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中對(duì)于每個(gè)單個(gè)變量單元-類型，矩陣A要求一個(gè)塊行和一個(gè)塊列，并且對(duì)于每一個(gè)塊列多變量單元-類型，矩陣A要求兩個(gè)額外的塊行和兩個(gè)額外的塊列。35.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中使用準(zhǔn)IMPES筒化執(zhí)行在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的步驟(c)。36.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中使用真IMPES簡(jiǎn)化執(zhí)行在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的步驟(c)。37.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中數(shù)學(xué)地分解所述簡(jiǎn)化矩陣中的變量的步驟(d)進(jìn)一步包括(d)(1)令感興趣區(qū)域中的單元的總數(shù)量為h，令變量的總數(shù)量為N，令k等于隱式單元類型的數(shù)量加一，類型-i單元的每個(gè)單元具有W個(gè)變量，其中1=2，...，k，如果有的話，類型1單元為IMPES單元；(d)(2)設(shè)定i等于1;(d)(3)生成/^V限制矩陣R,:其中h是單元的總數(shù)量，N是變量的總數(shù)量，以便Ri選擇集合1變量；(d)(4)設(shè)定i等于i+l;(d)(5)生成/,義AT限制矩陣R"其選擇集合i變量；(d)(6)確定填塞的限制符i,;(d)(7)如果i不等于k，重復(fù)步驟(e)(4)到(e)(6),直到i等于k。38.權(quán)利要求27的程序存儲(chǔ)設(shè)備，將重疊乘性Schwarz過(guò)程應(yīng)用到簡(jiǎn)化矩陣得到預(yù)處理器的步驟(e)進(jìn)一步包括(e)(1)設(shè)定i等于1;(e)(2)使用方程馬少,-呆r,在所有單元中求解壓力y;(e)(3)設(shè)定近似解x為jc-戶j,，并且設(shè)定s等于r-Ax;(e)(4)確定i是否等于k，如果不是，(e)(4)(i)設(shè)定i等于i+l;(e)(4)(ii)使用a力-及,J,求解yr，(e)(4)(iii)使用yi的新值，計(jì)算等于x+S^,的x的新值；(e)(4)(iv)計(jì)算等于s減去積:A:P,的s的新值；以及(e)(4)(v)返回確定步驟(f)(4),直到i等于k。39.—種響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)、適于求解表示特定實(shí)體的非線性方程組的模擬裝置，當(dāng)解出所述非線性方程組時(shí)，所述模擬裝置產(chǎn)生一組模擬結(jié)果，所述模擬結(jié)果組包括一個(gè)或多個(gè)表征所述特定實(shí)體的參數(shù)，其中實(shí)體的表示已經(jīng)被網(wǎng)格化，實(shí)體的表示的網(wǎng)格由一種或多種類型的單元組成，單元的類型由表示單元屬性的未知變量的數(shù)量來(lái)區(qū)分，但是每個(gè)單元具有共同的變量作為未知變量，包括a)第一裝置，用于識(shí)別網(wǎng)格的不同的單元類型；b)第二裝置，用于基于不同的單元類型為油藏模型構(gòu)造整體矩陣；c)第三裝置，用于通過(guò)使用簡(jiǎn)化過(guò)程，在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離出所述共同的變量，以生成簡(jiǎn)化矩陣；d)第四裝置，用于數(shù)學(xué)地將所述簡(jiǎn)化矩陣中的變量通過(guò)單元類型分解成k個(gè)子集；e)第五裝置，用于將重疊乘性Schwartz過(guò)程應(yīng)用到該簡(jiǎn)化矩陣，以得到預(yù)處理器；以及f)第六裝置，用于使用預(yù)處理器求解未知變量。40.權(quán)利要求39的模擬裝置，其中網(wǎng)格是結(jié)構(gòu)化的。41.權(quán)利要求39的模擬裝置，其中網(wǎng)格是非結(jié)構(gòu)化的。42.權(quán)利要求39的模擬裝置，其中共同的變量是壓力。43.權(quán)利要求39的模擬裝置，其中基于感興趣區(qū)域的單元類型的數(shù)量，由構(gòu)造第二裝置(b)構(gòu)造的整體矩陣被寫(xiě)成塊的形式。44.權(quán)利要求43的模擬裝置，其中存在單個(gè)變量單元-類型并且矩陣A要求一個(gè)塊行和一個(gè)塊列。45.權(quán)利要求44的程序存儲(chǔ)設(shè)備，其中對(duì)于每個(gè)單個(gè)變量單元-類型，矩陣A要求一個(gè)塊行和一個(gè)塊列，并且對(duì)于每一個(gè)塊列多變量單元-類型，矩陣A要求兩個(gè)額外的塊行和兩個(gè)額外的塊列。46.權(quán)利要求39的模擬裝置，其中在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的第三裝置(c)包括使用準(zhǔn)IMPES簡(jiǎn)化的裝置。47.權(quán)利要求39的模擬裝置，其中在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離共同的變量的第三裝置(c)包括使用真IMPES簡(jiǎn)化的裝置。48.權(quán)利要求39的模擬裝置，其中用于數(shù)學(xué)地分解所述簡(jiǎn)化矩陣中的變量的第四裝置(d)進(jìn)一步包括(d)(l)裝置，用于令感興趣區(qū)域中的單元的總數(shù)量為令變量的總數(shù)量為N，令k等于隱式單元類型的數(shù)量加一，類型-i單元的每個(gè)單元具有n,個(gè)變量，其中1=2，...，k,如果有的話，類型l單元為IMPES單元；(d)(2)裝置，用于設(shè)定i等于1;(d)(3)裝置，用于生成/^V限制矩陣Ri:其中l(wèi),是單元的總數(shù)量，N是變量的總數(shù)量，以便Ri選擇集合l變量；(d)(4)裝置，用于設(shè)定i等于i+l;(d)(5)裝置，用于生成/,JcW限制矩陣Ri,其選擇集合i變量；(d)(6)裝置，用于確定填塞的限制符i"(d)(7)裝置，用于如果i不等于k，重復(fù)步驟(e)(4)到(e)(6),直到i等于k。49.權(quán)利要求39的模擬裝置，其中用于將重疊乘性Schwarz過(guò)程應(yīng)用到簡(jiǎn)化矩陣得到預(yù)處理器的第五裝置(e)進(jìn)一步包括(e)(1)裝置，用于設(shè)定i等于1;(e)(2)裝置，用于使用方程Ayi-Ar,在所有單元中求解壓力y;(e)(3)裝置，用于設(shè)定近似解x為并且設(shè)定s等于r-Ax;(e)(4)裝置，用于確定i是否等于k,如果不是，(e)(4)d)裝置，用于設(shè)定i等于i+l;(e)(4)(ii)裝置，用于使用;U,^j，求解y,;(e)(4)(iii)裝置，用于使用yi的新值，計(jì)算等于x+A乂的x的新值；(e)(4)(iv)裝置，用于計(jì)算等于s減去積2足j),的s的新值；以及(e)(4)(v)裝置，用于返回確定步驟(f)(4)，直到t等于k。50.—種響應(yīng)于一組輸入數(shù)據(jù)用于顯示地球信息的網(wǎng)格化表示的裝置，所述地球信息的網(wǎng)格化表示由多個(gè)網(wǎng)格單元以及多個(gè)分別與所述多個(gè)單元相關(guān)的模擬結(jié)果組成，網(wǎng)格的單元的類型由表示單元屬性的未知變量的數(shù)量來(lái)區(qū)分，但是每個(gè)單元具有共同的變量作為未知變量，包括..a)第一裝置，用于識(shí)別網(wǎng)格的不同的單元類型；b)第二裝置，用于基于不同的單元類型為油藏模型構(gòu)造整體矩陣；c)第三裝置，用于通過(guò)使用簡(jiǎn)化過(guò)程，在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離出所述共同的變量，以生成簡(jiǎn)化的矩陣；d)第四裝置，用于數(shù)學(xué)地將所述筒化矩陣中的變量通過(guò)單元類型分解成k個(gè)子集；e)第五裝置，用于將重疊乘性Schwartz過(guò)程應(yīng)用到該簡(jiǎn)化矩陣，以得到預(yù)處理器；以及f)第六裝置，用于使用預(yù)處理器求解未知變量。51.權(quán)利要求50的裝置，其中網(wǎng)格是非結(jié)構(gòu)化的，共同的變量是壓力，并且其中用于數(shù)學(xué)地分解簡(jiǎn)化矩陣中的變量的第四裝置(d)進(jìn)一步包括(d)(l)裝置，用于令感興趣區(qū)域中的單元的總數(shù)量為I"令變量的總數(shù)量為N,令k等于隱式單元類型的數(shù)量加一，類型-i單元的每個(gè)單元具有ni個(gè)變量，其中i-2，...，k,如果有的話，類型l單元為IMPES單元；(d)(2)裝置，用于設(shè)定i等于1;(d)(3)裝置，用于生成/,JcW限制矩陣Ri:其中l(wèi),是單元的總數(shù)量，N是變量的總數(shù)量，以便R!選擇集合1變量；(d)(4)裝置，用于設(shè)定i等于i+l;(d)(5)裝置，用于生成/,jcW限制矩陣Ri,其選擇集合i變量；(d)(6)裝置，用于確定填塞的限制符比；以及(d)(7)裝置，用于如果i不等于k，重復(fù)步驟(e)(4)到(e)(6)，直到i等于k。52.權(quán)利要求51的裝置，其中用于將重疊乘性Schwarz過(guò)程應(yīng)用到簡(jiǎn)化矩陣得到預(yù)處理器的第五裝置(e)進(jìn)一步包括(e)(1)裝置，用于設(shè)定i等于l;(e)(2)裝置，用于使用方程^,y,^,r,在所有單元中求解壓力y;(e)(3)裝置，用于設(shè)定近似解x為i-,A,并且設(shè)定s等于r-(e)(e)(e)(e)的新值；(e)以及(e)k。(4)裝置，用于確定i是否等于k，如果不是，(4)(i)裝置，用于設(shè)定i等于i+l;(4)(ii)裝置，用于使用^乂.-A"求解y,;(4)(i")裝置，用于使用yi的新值，計(jì)算等于x+5凡的x(4)(iv)裝置，用于計(jì)算等于s減去積:^j),的s的新值；(4)(v)裝置，用于返回確定步驟(f)(4),直到i等于全文摘要公開(kāi)了一種使用網(wǎng)格化的感興趣區(qū)域的油藏模型，進(jìn)行油藏模擬的方法、系統(tǒng)和裝置。感興趣區(qū)域的網(wǎng)格包括一種或多種類型的單元，單元的類型由表示單元屬性的未知變量的數(shù)量來(lái)區(qū)分。單元共享共同的變量作為未知變量。所述方法包括以下步驟對(duì)網(wǎng)格識(shí)別不同的單元類型；基于不同的單元類型為油藏模型構(gòu)造整體矩陣；通過(guò)使用簡(jiǎn)化過(guò)程，在矩陣中從其他未知變量中至少部分地分離出所述共同的變量，以生成簡(jiǎn)化的矩陣；數(shù)學(xué)地將所述簡(jiǎn)化矩陣中的變量通過(guò)單元類型分解成k個(gè)子集；將重疊乘性Schwarz過(guò)程應(yīng)用到該簡(jiǎn)化矩陣，以得到預(yù)處理器；以及使用預(yù)處理器求解未知變量。文檔編號(hào)G06F17/50GK101273358SQ200680023095公開(kāi)日2008年9月24日申請(qǐng)日期2006年4月26日優(yōu)先權(quán)日2005年4月26日發(fā)明者H·A·特徹勒皮,H·曹,J·瓦里斯申請(qǐng)人:普拉德研究及開(kāi)發(fā)有限公司;雪佛龍美國(guó)公司