УСТРОЙСТВО, СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ СЕТИ СКВАЖИН

1. Система, содержащая
оболочку, имеющую датчики, подлежащие использованию в первой скважине; и
множество процессоров, соединенных с оболочкой с возможностью осуществления связи, выполненных с возможностью приема информации о свойствах геологической структуры и/или флюида из датчиков и с возможностью
выполнения параллельного вычисления с целью определения значений неизвестных в уравнениях для сети, относящихся к сети скважин в недрах и по меньшей мере одному расположенному на поверхности сооружению, для внутрискважинных (tnet) участков сети, а затем для межскважинных (xnet) участков сети, причем уравнения для сети включают уравнения для соединений, уравнения для перфорационных отверстий и уравнения для баланса масс, а вычисление основано на значениях неизвестных по умолчанию или ранее определенных значениях неизвестных, а также информации о свойствах геологической структуры и/или флюида;
построения распределенной матрицы Якоби, имеющей распределяемые между множеством процессоров части, содержащие коэффициенты при неизвестных, при этом каждая из частей распределена на тот процессор, который предварительно был отнесен к соответствующему одному из участков;
выполнения по меньшей мере частичной параллельной факторизации матрицы Якоби для получения множителей и исключения некоторых неизвестных, включающих по меньшей мере одни из следующих неизвестных: давления в узлах, составы флюида в узлах, интенсивности потоков в соединениях; и
параллельного решения обратной задачи с использованием указанных множителей для всех оставшихся ненайденными неизвестных.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что значения неизвестных, определенные уравнениями для сети, используются для автоматического регулирования работы физических устройств.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит прикрепленный к оболочке передатчик телеметрии, выполненный с возможностью передачи информации о свойствах геологической структуры и/или флюида в расположенный на поверхности центр обработки данных.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что оболочка содержит либо подвесной каротажный инструмент, либо внутрискважинный инструмент.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один процессор из множества процессоров размещен в оболочке.
6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что множество процессоров размещено в расположенном на поверхности центре обработки данных.
7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один из таких видов как информация о свойствах геологической структуры и/или флюида, информация об интенсивности потока, информация о давлении, используется для обеспечения входных значений, которые могут быть использованы для калибровки уравнений для сети.
8. Способ, реализуемый с использованием процессора, предназначенный для выполнения на множестве процессоров, реализующих данный способ, включающий:
выполнение параллельного вычисления с целью определения значений неизвестных в уравнениях для сети, относящихся к сети скважин в недрах и по меньшей мере одному расположенному на поверхности сооружению, для внутрискважинных (tnet) участков сети, а затем для межскважинных (xnet) участков сети, причем уравнения для сети включают уравнения для соединений, уравнения для перфорационных отверстий и уравнения для баланса масс, а вычисление основано на значениях неизвестных по умолчанию или ранее определенных значениях неизвестных;
построение распределенной матрицы Якоби, имеющей распределяемые между множеством процессоров части, содержащие коэффициенты при неизвестных, при этом каждая из частей распределена на тот процессор, который предварительно был отнесен к соответствующему одному из участков;
выполнение по меньшей мере частичной параллельной факторизации матрицы Якоби для получения множителей и исключения некоторых неизвестных, включающих по меньшей мере одни из следующих неизвестных: давления в узлах, составы флюида в узлах, интенсивности потоков в соединениях; и
параллельное решение обратной задачи с использованием указанных множителей для всех оставшихся ненайденными неизвестных.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что указанные участки объединяют с использованием физических и логических соединений в соответствии с древовидной структурой.
10. Способ по п. 8, отличающийся тем, уравнения для сети включают уравнения, используемые для определения по меньшей мере одной величины из таких величин, как падение гидравлического давления или взаимосвязь дебета и забойного давления как функции по меньшей мере одной из неизвестных, относящихся к некоторым из указанных скважин в недрах.
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что дополнительно включает определение значений свободных переменных как определенных значений, связанных с матрицей, содержащей множители.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что определение значений свободных переменных включает нахождение неизвестных как свободных переменных, связанных с дополняющей матрицей Шура, на одном процессоре из множества процессоров.
13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что решение обратной задачи включает выполнение параллельного решения обратной задачи для всех оставшихся ненайденными неизвестных с использованием множителей и определенных значений.
14. Способ по п. 8, отличающийся тем, что дополнительно включает повторение вычисления, построения, факторизации и решения обратной задачи как ньютоновских итераций отыскания решения для уточнения значений неизвестных, выполняемое до тех пор, пока невязки, относящиеся к неизвестным, не станут меньше первого выбранного порогового значения.
15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что дополнительно включает после того, как невязки, относящиеся к неизвестным в уравнениях для сети, станут меньше первого выбранного порогового значения, неоднократное выполнение проверки схождения в глобальной системе уравнений, описывающей резервуар, связанной с уравнениями для сети, с целью уточнения значений неизвестных в глобальной системе уравнений, до тех пор, пока невязки, относящиеся к неизвестным в глобальной системе уравнений, не станут меньше второго выбранного порогового значения.
16. Способ по п. 8, отличающийся тем, что межскважинные участки содержат межсоединения (cnet) между внутрискважинными участками.
17. Способ по п. 8, отличающийся тем, что дополнительно включает использование параллельного линейного решателя для выполнения факторизации и решения обратной задачи.
18. Способ по п. 8, отличающийся тем, что дополнительно включает сообщение значений по меньшей мере некоторых неизвестных в графической форме на дисплее.
19. Изделие, содержащее постоянный машиночитаемый носитель информации с сохраненными на нем командами, которые при осуществлении к ним доступа множеством процессоров приводят к выполнению машиной:
параллельного вычисления с целью определения значений неизвестных в уравнениях для сети, относящихся к сети скважин в недрах и по меньшей мере одному расположенному на поверхности сооружению, для внутрискважинных (tnet) участков сети, а затем для межскважинных (xnet) участков сети, причем уравнения для сети включают уравнения для соединений, уравнения для перфорационных отверстий и уравнения для баланса масс, а вычисление основано на значениях неизвестных по умолчанию или ранее определенных значениях неизвестных;
построения распределенной матрицы Якоби, имеющей распределяемые между множеством процессоров части, содержащие коэффициенты при неизвестных, при этом каждая из частей распределена на тот процессор, который предварительно был отнесен к соответствующему одному из участков;
по меньшей мере частичной параллельной факторизации матрицы Якоби для получения множителей и исключения некоторых неизвестных, включающих по меньшей мере одни из следующих неизвестных: давления в узлах, составы флюида в узлах, интенсивности потоков в соединениях; и
параллельного решения обратной задачи с использованием указанных множителей для всех оставшихся ненайденными неизвестных.
20. Изделие по п. 19, отличающееся тем, что команды при осуществлении к ним доступа приводят к выполнению машиной обращения к библиотеке интерфейса передачи сообщений (MPI) в ходе построения с целью передачи данных между участками.
21. Изделие по п. 19, отличающееся тем, что команды при осуществлении к ним доступа приводят к выполнению машиной:
передачи дополняющей матрицы в один процессор, входящий во множество процессоров, после факторизации; и
нахождение неизвестных как свободных переменных, связанных с дополняющей матрицей, с использованием одного процессора.
22. Изделие по п. 19, отличающееся тем, что команды при осуществлении к ним доступа приводят к выполнению машиной:
повторения вычисления, построения, факторизации и решения обратной задачи в качестве первой серии ньютоновских итераций отыскания решения; и
решения глобальной системы уравнений, описывающих резервуар, связанной с уравнениями для сети, в качестве второй серии ньютоновских итераций отыскания решения, причем каждая итерация из второй серии ньютоновских итераций отыскания решения содержит по меньшей мере одну итерацию из первой серии ньютоновских итераций отыскания решения.