Upscaling Fractured Media and Streamline HT-Splitting in Compositional Reservoir Simulation

Changement d'échelle en réservoirs fracturés et HT-décomposition selon les lignes de courant pour un écoulement compositionnel

Institut National Polytechnique de Lorraine, Laboratoire d'Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée - LEMTA UMR 7563 Ecole Nationale Supérieure de Géologie, 54501 Vandoeuvre-les-Nancy - France

Corresponding authors: sergey@rdr.leeds.as.uk irina.panfilova@ensg.inpl-nancy.fr mikhail.panfilov@ensg.inpl-nancy.fr

Abstract

We present two approaches devoted to speeding up reservoir simulations. The first approach deals with permeability upscaling for fractured media. The basic problem of any upscaling procedure, which consists of how to formulate the boundary-value conditions for a cell problem, is solved by the method of splitting the global pressure field into two components in such a way that one component may be neglected, while the second one may be calculated in the analytical way. In addition to this, we have developed a new fast method of solution to the cell problem, which is based on splitting the contribution of fractures and a tight matrix. The second approach is devoted to streamline simulations for a compositional flow. The low e.ciency of any streamline simulation in this case is reduced due to the lack of fast analytical solutions to 1D flow problems. We suggest a new asymptotic compositional flow model which ensures a total splitting between the thermo- and hydrodynamics. As a result, such a splitting leads to an analytical or semianalytical solution for the multicomponent flow problem along the streamlines.

Résumé

Nous présentons deux approches destinées à accélérer les simulations de réservoirs. La première approche concerne le calcul de la perméabilité équivalente des milieux fracturés. Le problème basique d'un changement d'échelle qui concerne la formulation des conditions aux limites pour le probléme cellulaire, est résolu à l'aide d'une décomposition du champ global de pression en deux composantes, dont une peut être négligée, tandis que la deuxième est calculée analytiquement. De plus, nous avons développé une méthode rapide de résolution du problème cellulaire qui est basée sur la séparation de la contribution des fractures et de la matrice. Cette méthode amène à des solutions analytiques. La deuxième approche est consacrée à des simulations streamline pour un écoulement compositionnel. L'effcacité de toute simulation streamline dans le cas compositionnel est réduite à cause de l'absence de solutions rapides analytiques des problèmes 1D d'écoulement dans ce cas. Nous avons développé un nouveau modèle asymptotique compositionnel qui assure la séparation totale de la thermodynamique et de l'hydrodynamique et aboutit à des solutions analytiques ou mi-analytiques selon les lignes de courant.