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KINETIX操作技巧>>

2.本地批量后台计算

导言

Kinetix(原名Mangrove)是斯伦贝谢自主研发的一体化压裂设计软件,打破了传统压裂软件与建模/数模软件之间的隔阂,依托Petrel平台,让压裂与物探地质、钻井、油藏和生产等多学科共享数据并无缝协助,建立了从完井压裂到产能预测的一体化工作流,以产能为导向,反馈优化压裂参数,甚至进而优化井位部署和钻完井生产过程中的井网井型、井距、水平箱体层位、生产制度、重复压裂和加密新井压裂设计等,真正实现了地质工程一体化研究与应用。


痛苦过吗?

工程师在做压裂设计时通常需要对关键的压裂参数(如排量、液量、砂量、液体类型、支撑剂类型、分级射孔方案等等)进行多方案优化,假设一口水平井平均10~30压裂段,加乘后需要模拟对比的压裂算例非常容易就成百上千, 若每个算例都需要去单独设置、运算、查看结果,总体工作量将非常巨大且效率低下。急需能够快速、批量、准确的工作模式。


裂缝模拟如何增速?

有限元法(FEM)/有限差分法(FDM)/有限体积法(FVM)的求解方程组通常相对简单,但其网格数可达百万级以上。当计算机CPU核心多且内存大时,增加并行计算数量进行单个数值求解能获得明显加速。但是水力压裂过程涉及非常多的复杂物理现象,包括裂缝起裂延伸、压裂液流动、支撑剂运移、应力阴影效应、水力裂缝与天然裂缝相互作用等。裂缝模型采用边界元法(BEM)通过大量嵌套迭代求解高度非线性方程式和耦合自由边界问题,模型网格数一般相对较少,每次迭代计算时间可能不会太长,但由于迭代次数多,大幅增加了总时长。简单的增加并行计算数量在单个裂缝模拟中可获得的加速有限,最大化CPU使用率的更好方法是同时运行多个独立的裂缝模拟


Kinetix本地批量后台计算

一、 基础设置

1. 在Home面板中将Perspective切换为Stimulation,在Hydraulic fracture design面板中点击HPC jobs;

2. HPC jobs窗口,这里会显示提交的批量计算任务及状态,初始为空白,点击HPC settings打开设置窗口;

3. Settings for ‘Kinetix’窗口。1)设置裂缝模拟后台计算存放目录,当计算量较大时,会占用较多硬盘空间,建议选择空间充足的硬盘目录;2)当裂缝模拟任务计算完毕并读取至Petrel工区后,软件将在设定时间自动删除已完成的任务,若想保留所有计算结果采用手动清理,可去掉此处勾选;3)Test HPC configuration测试配置文件是否正常运行;4)点击Manage打开配置文件设置窗口;

4. 默认Local batch的队列配置文件及存放路径,可在Windows系统中对应目录中找到并打开文件;

5. 默认设置是同时计算2个裂缝模拟,可以根据计算机性能合理修改该数值设置同时计算数量

二、 提交裂缝模拟计算任务

方法一:右键点击设置完毕的Treatment design,选择Run using local batch,即可提交该裂缝算例至计算机后台运行;

方法二:在Multistage treatment plan (MSTP) 中点击云朵图标,选择Run using local batch,将该MSTP方案提交至计算机后台运行;

方法三:在Dashboard中可以选择多个Treatment design或多个MSTP方案,点击Run,然后选择Run using local batch,可一键将大量的算例或方案提交至后台运算

三、 观察运行状态,读取计算结果

HPC jobs中显示提交的计算任务及其状态:

• Running:计算中;

• Queued:排队中;

• Finished:计算完毕,结果未读取至Petrel工区;

• Complete:计算完毕,结果已读取至Petrel工区。

当任务计算完毕显示为Finished,可勾选后,点击Load results即可读取结果至Petrel工区,读取后任务显示为Complete。

在计算过程中,可打开Windows任务管理器查看资源占用情况,根据每个算例的占用情况设置合理的同时计算数量最大化利用计算机性能


最后啰嗦两句(重点来了!)

1. 提交任务后台计算后,裂缝模拟计算与Petrel工区互为独立,此时若Petrel工区占用较多资源,可暂时保存并关闭工区,释放计算机性能给裂缝模拟,待计算完毕后打开工区读取结果。

2. 一个MSTP方案通常包含多个Treatment design算例,提交任务后显示为1个job,因为MSTP中各个算例存在应力阴影效应的相互影响,需要按时间顺序依次计算。进行参数优化时,可改变不同参数,如分段射孔方案、排量、规模、液体类型、支撑剂类型等,设置为不同独立的MSTP方案,提交任务后为对应的若干个jobs,方能同时计算进而提升效率。

3. 使用UFM裂缝模型时,若算例数量庞大,从后台读取结算结果至Petrel可能需要很长时间,并导致Petrel工区占用更多空间。改善办法:提交任务之前,在Define stimulation case窗口的Stimulation settings面板中,将Execution status update interval设置为较大的值,若只关心缝网最终形态,该值设置为泵注总时长,若需要使用时间播放器观察缝网扩展过程,请使用较小值,但这会增加文件大小和读取加载时间。

4. 使用Planar3D裂缝模型时,除了关心CPU和内存使用情况外,还需要考虑GPU的使用。如果同时运行大量Planar3D算例,可能会彼此争用GPU资源,反而降低计算速度。此时,在Define stimulation case窗口的Stimulation settings面板中,去掉勾选Use GPU能有所帮助。

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