Sensitivity-Based Upscaling for Large-Scale Reservoir Model History Matching. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS Thesis (Saad Mehmood - g201103090)) MS_Thesis_(Saad_Mehmood_-_g201103090).pdf - Accepted Version Download (4MB) | Preview

Arabic Abstract

إن محاكاة عمليات تدفق السوائل على مستوى دقيق جداً تستهلك جهداً كبيراً في حسابها وتصبح أحياناً غير عملية أو مجدية. ولذلك أصبح تجزئة الخزان إلى أجزاء أكبر بأعداد أقل جزءاً رئيسياً في محاكاة معظم الخزانات. وذلك لأنه كلما زاد عدد أجزاء الخزان، كلما زادت المعادلات الرياضية المطلوبة وبالتالي يزيد الوقت المطلوب لحلها واتمام عملية المحاكاة. حتى وإن استخدمنا نظام المعالجة المتوازي لتوزيع أحمال الحسابات، فإنه يظل العدد الكبير لأجزاء الخزان يشغل وقت وتحدي كبيرين. تعمل عملية تكبير أجزاء الخزان )وتقليل عددها( كجسر يصل بين مقياس الخزان الحقيقي والمقياس المستخدم في عملية المحاكاة. ولكن كلما زادت النسبة المستخدمة في تكبير حجم أجزاء الخزان، كلما قلت دقة عملية المحاكاة. وهنا تبرز أهمية حفظ التوازن بين النقطتين. تهدف هذه الدراسة إلى تقديم دراسة مبنية على حساسية المتغيرات في عملية تكبير أجزاء الخزان أثناء تنفيذ عملية تطابق التواريخ. يتضمن العمل تقديم أسلوب للقيام بعملية تكبير أجزاء الخزان وكذلك تقييم استخداماته في صور وحالات مختلفة ومتنوعة. الأسلوب المستخدم في هذه الدراسة يعتمد على عملية تحويل الموجات، وكذلك على تقليل فضاءات البيانات والنموذج كما هو مستخدم في اسلوب ) 2Dwp-wk (. في اسلوب ) 2Dwp-wk (، يتم في البداية اختيار مجموعة من الموجات الخاصة ببيانات تم قياسها، ثم يتم تدريجياً استخدام الموجات المهمة منها في بناء فضاء أبسط للنموذج، وذلك خلال المراحل الأولى من عملية التكرار الخاصة بالمعالجة الغير خطية. تتم عملية بناء الفضاء المبسط الخاص بالنموذج عن طريق تنقيح المصفوفة الكاملة الخاصة بحساسية الموجات. في هذا العمل، بعد إتمام عملية تنقيح المصفوفة الكاملة الخاصة بحساسية الموجات، يتم استخدام قيم النفاذية الموزعة في الخزان لتحديد الأجزاء المجاورة التي سيتم تكبيرها. يتم دمج الأجزاء المجاورة والتي لها نفس قيم النفاذية )نتيجة انشاء فضاء النموذج المبسط( في جزء واحد، وبهذا يتم دمج عملية تكبير أجزاء النموذج مع النموذج العكسي الخاص بالموجات متعددة القياس. النتائج التي حصلنا عليها في عملية مطابقة التواريخ باستخدام تقنية تكبير أجزاء الخزان بالاعتماد على دراسة حساسية المتغيرات تعتبر جيدة جداً. وهي تعطي نتائج قريبة جداً من تلك التي نحصل عليها عند العمل على أجزاء صغيرة )ولكن تلك الأخيرة تستخدم وقت وجهد معالجة أكثر بكثير(. تم تقييم إمكانية الاعتماد على هذه الطريقة باستخدام ظروف وحالات متعددة، وقد أعطت الطريقة نتائج جيدة في معظم الحالات.

English Abstract

Simulation of reservoir flow processes at the finest scale is computationally expensive and in some cases impractical. Consequently, upscaling of several fine scale grid blocks into fewer coarse-scale grids has become an integral part of reservoir simulation for most reservoirs. This is because as the number of grid blocks increases, the number of equations increases and this increases, in large proportions, the time required for solving flow problems. Even though we can adopt parallel computations to share the load, still a large number of grid blocks poses significant computational challenges. Thus, upscaling acts as a bridge between the reservoir scale and the simulation scale. However as the upscaling ratio is increased the accuracy of the numerical simulation is reduced, hence the need to keep a balance between the two. The objective of this thesis is to present a sensitivity-based upscaling during history-matching. This work involves the introduction of an upscaling technique and evaluation of its application in different scenarios. The technique that will be adopted in this study is based on the wavelet transformation and reduction of the data and model spaces as presented in the 2Dwp-wk approach. In the 2Dwp-wk approach, a set of wavelets of xxiii measured data is first selected and then a reduced model space composed of important wavelets is gradually built during the first few iterations of nonlinear regression. The building of the reduced model space is done by thresholding the full wavelet sensitivity matrix. In our work, the distribution of permeability in the reservoir after thresholding of the full wavelet sensitivity matrix would be used to determine the neighboring grids that would be upscaled. Neighboring grid blocks having the same permeability values due to model space reduction would be combined into single grid block in the simulation model, thus integrating upscaling with wavelet multi-scale inverse modeling. The history matching results obtained using sensitivity-based upscaling are reasonably good. They are also found to be in very close agreement of the match provided by fine-scale inverse analysis. The reliability of the technique is evaluated using various scenarios and almost all the cases considered have shown good results.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum > Reservoir Engineering and Management Petroleum > Reservoir Modelling and Simulation
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Awotunde, Abeeb A.
Committee Members:	Al-Yousef, Hasan Y. and Horne, Roland N.
Depositing User:	MEHMOOD SAAD (g201103090)
Date Deposited:	21 Jan 2014 06:22
Last Modified:	01 Nov 2019 15:40
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139084