SPE9算例测试#
算例背景简介#
SPE9算例是1995年在第9次美国石油工程师学会模拟器 对比中被用来测试当年的油藏数值模拟器的一个算例，故名SPE9。SPE9模型的网格维数为24x25x15，模型比较小，但是模型有一些独特的设置用来挑战模拟器的收敛性。模型有25口生产井，一开始以最大产量1500STB/Day生产，在300天到360天，产量减少到100STB/Day，随后产量要求恢复到1500STB/Day的要求直到模拟结束，即第900天。模型中有一口注水井，注入量要求为5000STB/Day，并且BHP（井底流压上限）要求为4000PSI。这个设置会将自由气会被驱向油藏顶部，导致含气饱和度发生剧烈变化。随着模拟的进行，大多数的井都转为BHP压力控制。另一个比较显著的挑战就是油水毛管力的不连续，在饱和度变化较大时会引起模拟器解法器的不稳定。因此，虽然SPE9这个模型看起来比较简单，但是即便到了今天，这个算例也是对模拟器整体性能的一个很好的测试。
打开以下链接在线浏览算例的数据体。
点击下载 spe9.data 模型文件。
备注
STB/Day是一个单位，中文读作“标准桶每天”。100STB/Day的含义是100标准桶每天。 PSI是压力单位；
下图是纵向各个K层的孔隙度（PORO）属性的分布图，SPE9模型中K层间非均质，K层内是均质的。
SPE9模型各K层的孔隙度分布图#
SPE9模型（ResInsight软件截图）#
计算结果#
本例将使用cFlow模拟器计算，计算结果由自带的ResKit后处理软件绘制；各位可以使用自己熟悉的后处理进行分析。
备注
cFlow基于自动微分，目前还没有进行优化，在计算SPE9模型的时候速度比较慢，在“Intel(R) Core(TM) i7-6700HQ CPU @ 2.60GHz”的电脑上需要约20秒的时间，主要的时间花费是在自动微分计算上。使用MINERS模拟器计算时间在几秒钟，跟其它商业模拟器的时间相差无几。
将cFlow的计算结果和商业模拟器的计算结果进行对比。
SPE9计算结果产油量WOPR对比图#
SPE9计算结果含水率WWCT对比图#
900天的含水饱和度SWAT对比图：cFlow（左）.vs.商业模拟器（右）#
小结#
cFlow经过了SPE9的检验，说明对黑油模型过泡点计算、物性描述以及数值稳定性的处理达到商业模拟器要求。由于使用了自动微分，对内存访问效率会有影响，比如向量化方面和使用常规的算法实现会有较大差异，未来在速度优化还有很大的提升空间。