升级后的软件增强了地下流动的可视化能力

德克萨斯农工大学研究员陈洪泉博士是领导一个为期两年的项目将软件升级为路径计算可视化，可以显示地下变化的条件如何影响流体的速度和方向。

准确监测井下注入流体的流动以提高采收率对于提高油藏生产方法的效率至关重要。目前的软件使用流线计算来数字化地可视化流体流动，但流线数学假设流体速度是一致的。

由于地下没有摄像机来显示油藏的详细活动，因此跟踪注入流体的运动是一个基于数据和物理定律的数学问题，可以渲染或可视化地创建流动模拟。流线型软件的速度足够快，可以渲染即时流场，就像快照一样。

然而，它无法跟上流量的变化，特别是当油藏压力随着相邻井的启动或关闭而下降或增加时。路径计算认为流体是由单个粒子组成的，每个流体粒子的所有运动实例都被跟踪并组合成一个跟踪流，就像视频一样。

“把德州农工大学校园里的建筑想象成地下的地质结构，学生们在它们之间移动，就像单个的流体颗粒，”陈说。“简化将是跟踪学生离开或进入建筑物的安全摄像头的定时快照。Pathlines将通过GPS定位跟踪每个学生的手机，因为他们在上课的整个路线上都是这样。因此，流线假设建筑物之间有稳定的行走，而路径显示他们是跑步、行走还是停下来说话。”

升级软件意味着Chen正在增强软件架构，以适应强大的并行计算过程，同时开发跨时间步跟踪流体粒子位置或路径段的算法。最后，所有的路径片段将被链接成一个随时间流动的视频，就像电脑动画电影一样。因为粒子的位置是逐帧捕获的，任何扰乱粒子运动的流场变化都会在视频中显示出来。

升级是一项艰巨的任务。值得庆幸的是，陈在研究生期间养成了学习计算机科学和并行计算的爱好，他注意到这些工具在解决工程问题方面非常有用。在设计软件架构和算法时，他很好地利用了所学知识，使其在现场应用中足够高效和实用。然而，该软件必须在几分钟内处理数十亿细胞的模型，并几乎实时地显示运动视频，以便在现场提供帮助。

据陈说，该项目的几个方面已经准备就绪-高性能计算策略，功能模块层次结构和数据结构将用作软件中的关键设计。该项目进展顺利，但仍有一些注意事项。

陈说:“在测试和调试阶段，我们面临着更多的挑战。”“大多数软件工程师说，20%的时间用于实现，80%的时间用于测试和调试。我们面临着大规模模型和耗时计算的挑战，这使得调试更加困难。”

该项目目前关注的是常规油气储层中的流体流动，但陈说，路径也可以反映更复杂储层中的流体运移。该计算也可以用于气体注入，轻松跟踪和显示二氧化碳或氢气是否深入储层或迁移到高泄漏风险的地方。

“我们甚至可以将其扩展到地热问题，”陈说。像流体一样，热能也可以被追踪，尽管热流是无形的。这可以可视化任何地下流动，无论是流体还是热量。潜力是存在的。”

-编辑克里斯Vavra，网络内容经理，控制工程、CFE媒体与技术、cvavra@cfemedia.com．

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