Параллельная реализация уравнения Маскета-Леверетта с использованием CUDA
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS2023v119i3a9Ключевые слова:
Высокопроизводительные вычисления, CUDA, заводнение, капиллярное давление, насыщенностьАннотация
Капиллярное давление играет решающую роль при заводнении, влияя на вытеснение нефти водой в пористых средах. На него влияют такие факторы, как распределение пор по размерам, смачиваемость и связность пор. Понимание и учет капиллярного давления при проектировании и реализации операций заводнения может привести к повышению нефтеотдачи пластов.
В данной работе для исследования влияния капиллярного давления в прецессии заводнения в пористых средах предлагается одномерная численная модель и вычисляется время выпол- нения последовательной модели. В последовательной модели абсолютная проницаемость, вязкость воды и нефти считаются постоянными. Для ускорения времени выполнения последовательной модели используется технология высокопроизводительных вычислений CUDA, а результаты (время выполнения и ускорение) рассчитываются на разных потоках. Представлены и проанализированы результаты последовательной и параллельных моделей CUDA для эффектов капиллярного давления.
Библиографические ссылки
Paul Willhite G. (1986)., "Waterflooding." , Society of petroleum engineers, Richardson, TX, Textbook Series Volume, 3: 1-7.
Ming Yang, Cunliang Chen, Yu Wang, Xiaohui Wu, Dong Ma,Buckley S.E., Leverett M.C. (1942) Mechanism of Fluid Displacement in Sands , Transactions AIME, Vol.146, pp.107-116.
Brooks R. H., Corey A. T. , Hydraulic properties of porous media , Hydrology Paper 3 (1964), 27.
Gray W., Hassanizadeh S.,"Paradoxes and Realities in Unsaturated Flow Theory" , Water Resources Research, 27 (1991), 1847–1854.
Gray W., Hassanizadeh S., "Unsaturated Flow Theory Including Interfacial Phenomena" , Water Resources Research 27 (1991), 1855–1863.
Hassanizadeh S., Gray W., "Thermodynamic basis of capillary pressure in porous media" , Water Resources Research 29 (1993), 3389–3406.
HassanizadehS., Celia M., Dahle H.,"Dynamic Effect in the Capillary Pressure-Saturation Relationship and its Impacts
on Unsaturated Flow" , Vadose Zone Journal 1 (2002), 38–57.
Das D., Hassanizadeh S., Rotter B., Ataie-Ashtiani B.,"A Numerical Study of MicroHeterogeneity Effects on Upscaled
Properties of Two-Phase Flow in Porous Media" , Transport in Porous Media 56 (2004), 329–350.
Beliaev, Hassanizadeh S., "A Theoretical Model of Hysteresis and Dynamic Effects in the Capillary Relation for Two-phase
Flow in Po-rous Media" , Transport in Porous Media 43 (2001), 487–510.
NVIDIA’s Next Generation CUDA Compute Architecture: Kepler GK110, 2012, Available:
http://www.nvidia.com/content/PDF/kepler/NVIDIA-KeplerGK110-ArchitectureWhitepaper.pdf.
Wilt N., The Cuda Handbook: A Comprehensive Guide to GPU Programming , Pearson Education, 2013.
C. Nvidia , Programming guide, ed,2008.
Sanders J., Kandrot E., CUDA by Example: An Introduction to General-Purpose GPU Programming, Addison-Wesley Professional, 2010.
Kirk D.B., Wen-mei W.H., Programming Massively Parallel Processors: A Hands-On Approach , Newnes, 2012.
Beisembetov I. K., Bekibaev T. T., Assilbekov B. K., Zhapbasbayev U. K., Kenzhaliev B. K.,"High-performance computing in oil recovery simulation based on CUDA.", Proceedings of 10th World Congress on Computational Mechanics. Sao- Paulo, Brazil(2012).
Akhmed-Zaki D.Zh., Daribayev B.S., Imankulov T.S., Turar O.N, "High-performance computing of oil recovery problem on a mobile platform using cuda technology" , Eurasian Journal Of Mathematical And Computer Applications , Volume 5, Issue 2 (2017) 4–13.
Ayham Zaza, Abeeb A. Awotunde, Faisal A. Fairag, Mayez A. Al-Mouhamed, "A CUDA-based parallel multi-phase oil reservoir simulator" , Computer Physics Communications (2016),
Pawel Czarnul, "Investigation of Parallel Data Processing Using Hybrid High-Performance CPU + GPU Systems and CUDA Streams" , Computing and Informatics , Vol. 39, 2020, 510–536.
