稠油热采大规模数值模拟并行软件研发与应用

"稠油热采模拟的并行计算软件 (2002年)，清华大学学报（自然科学版），马远乐、刘悦强、吕屏" 稠油热采模拟的并行计算软件是针对中国在2002年对大规模稠油热采数值模拟的需求而开发的一种高级技术。稠油热采是一种提高原油采收率的方法，通过向地下注入高温蒸汽来降低原油的粘度，从而提高其流动性，便于开采。在这一过程中，进行数值模拟对于优化开采策略、预测产量和评估经济效益至关重要。 本文详细介绍了采用有交叠的区域分解法（Domain Decomposition Method, DDM）来实现稠油热采模拟软件NUMSIP的并行化。DDM是一种将大问题分解为多个较小子问题的并行计算策略，允许在多个处理器上同时进行计算，从而显著提升计算效率。在稠油热采模拟中，这种方法能够有效地处理复杂的地质结构和大量井的数据，同时解决并行计算中的数据通信和时间控制问题。 NUMSIP软件的设计考虑到了并行计算前后的数据处理，确保了数据的一致性和准确性。通过数值试验和实际的辽河油田案例（涉及228口井，23万个节点，划分为8个并行区）的计算，该软件显示出了强大的计算能力和精确性。结果显示，98%的井的拟合误差小于10%，证明了软件的高精度和可靠性。 此外，该并行软件在多种大型并行计算机上进行了测试，表现出良好的运行稳定性，并且实现了加速比大于1的效果。这意味着并行计算不仅提高了计算速度，而且在资源利用上也达到了有效优化，这对于处理大规模复杂问题的稠油热采模拟来说是至关重要的。 关键词：稠油热采、数值模拟、并行计算，这些标签反映了研究的核心内容。稠油热采是石油工业中的关键技术，数值模拟是理解其动态过程的关键工具，而并行计算则是解决大规模计算挑战的有效手段。这项工作结合了这些关键领域，为中国的稠油开采提供了强有力的技术支持，同时也对全球的石油工程领域具有重要的参考价值。 中图分类号：O246，表明这属于计算数学的范畴，强调了研究的科学和技术性质。文献标识码A则表明这是一篇原创性的科研论文，代表了在该领域的学术贡献。 这篇2002年的研究展示了在并行计算技术应用于稠油热采模拟方面的突破，为提高石油开采效率和优化能源管理提供了重要的理论基础和实践工具。