Jutul
Eksperimentelt Julia-rammeverk for fullstendig differensierbare multifysikk-simulatorer basert på implisitte finit-volum-metoder med automatisk differensiering.
Strømning i porøse medier
Vi utvikler matematiske modeller, numeriske metoder og simuleringsverktøy for strømning i porøse medier. Arbeidet spenner fra grunnleggende metodeutvikling til industrielle reservoarsimuleringer, med anvendelser innen olje- og gassutvinning, CO₂- og hydrogenlagring og geotermisk energi. Vår åpne programvare brukes av forskere, ingeniører og studenter verden over.
Kontaktpersoner
Fra matematiske metoder til industrielle simulatorer
Simulering av strømning i porøse medier krever at vi kombinerer kunnskap om væsker og gasser, geologiske strukturer og fysiske prosesser med effektive numeriske metoder. Vi utvikler hele denne beregningskjeden: fra matematiske modeller og diskretisering til løsningsalgoritmer, simulatorer og verktøy for analyse og optimering.
Gjennom langsiktig forskning og samarbeid med industrien har vi utviklet metoder og åpen programvare som brukes både til å utforske nye ideer og til å løse krevende reservoarproblemer. Denne forbindelsen mellom matematikk, programvare og praktiske anvendelser er sentral i arbeidet vårt.
Vi kan hjelpe med å utvikle nye modeller, forbedre nøyaktighet og beregningseffektivitet, utvide eksisterende simulatorer og etablere arbeidsflyter for simulering, sensitivitetsanalyse og optimering. Ta kontakt med vår forskningsgruppe for Anvendt beregningsvitenskap for å diskutere mulighetene.
Modeller og metoder for krevende strømningsproblemer
Vår ekspertise omfatter enfase- og flerfasestrømning, komposisjonelle modeller og transport av varme og kjemiske komponenter. Vi arbeider med heterogene og oppsprukne formasjoner, komplekse beregningsnett og kobling mellom strømning og andre fysiske prosesser.
Et gjennomgående mål er å gjøre det mulig å beregne mer detaljerte modeller og undersøke flere alternativer innenfor tilgjengelig tid og regnekraft. Vi utvikler blant annet:
- Diskretiseringsmetoder for strukturerte og ustrukturerte nett.
- Robuste lineære og ikke-lineære løsningsmetoder og adaptiv tidssteging.
- Oppskalering, multiskalametoder og modeller med redusert orden.
- Parallelle algoritmer og GPU-akselerasjon.
- Automatisk derivasjon og adjungerte metoder for sensitivitetsanalyse og optimering.
- Flytdiagnostikk for rask analyse av strømningsmønstre og kommunikasjon mellom brønner.
På MRST-nettstedet finner du blant annet beskrivelser og eksempler på våre multiskalametoder og verktøy for flytdiagnostikk.
Åpen programvare med internasjonal anvendelse
Vi har over lang tid satset strategisk på å gjøre forskningsresultater tilgjengelige gjennom åpen kildekode. Det gjør at andre kan undersøke metodene, etterprøve resultatene og bygge videre på dem. Programvaren gir samtidig en felles plattform for samarbeid mellom forskning og industri.
MRST: fra nye ideer til etterprøvbare beregninger
MATLAB Reservoir Simulation Toolbox (MRST) er utviklet hos oss og brukes internasjonalt til forskning, undervisning og utvikling av nye simuleringsmetoder. Verktøykassen kombinerer et bredt utvalg av fysiske modeller med numeriske metoder og eksempler som kan tilpasses og utvides.
MRST gir tilgang til både etablerte modeller for reservoarsimulering og mer spesialiserte metoder for blant annet CO₂-lagring, geotermi og strømning i oppsprukne formasjoner. Automatisk derivasjon og adjungerte metoder gjør det mulig å beregne sensitiviteter og bruke simulatoren i optimering og modelltilpasning.
Hundrevis av vitenskapelige artikler fra andre forskningsmiljøer dokumenterer hvordan MRST brukes og videreutvikles. Eksempler, dokumentasjon og programvare er samlet på MRST-nettstedet.
OPM Flow: åpen reservoarsimulering i industriell bruk
Vi er medutviklere av OPM Flow, en åpen reservoarsimulator som brukes til industrielle feltberegninger, blant annet av Equinor. Arbeidet omfatter videreutvikling av fysiske modeller, numeriske løsere og beregningsytelse, samt profesjonell støtte og vedlikehold sammen med våre samarbeidspartnere.
OPM knytter metodeutvikling til kravene som stilles i praktiske reservoarstudier: store modeller, komplekse produksjonsforløp, etablerte dataformater og behov for pålitelig og effektiv simulering.
JutulDarcy og Fimbul: deriverbar simulering og nye arbeidsformer
JutulDarcy.jl er vår simuleringsmotor for flerfasestrømning i Julia. Den kombinerer fleksible modeller med automatisk derivasjon og effektive beregningsmetoder. Deriverbarheten gjør det mulig å bruke simuleringene direkte i gradientbasert optimering, parameterestimering og arbeidsflyter som kombinerer fysikkbaserte modeller med maskinlæring.
På denne plattformen bygger vi også Fimbul.jl for simulering av geotermiske reservoarer. Åpne og utvidbare simulatorer gir dessuten et grunnlag for å utvikle agentstøttede arbeidsflyter der brukeren kan bygge, kjøre og undersøke modeller i dialog med en KI-agent.
Kunnskap som andre kan bygge videre på
De to lærebøkene våre om MRST og reservoarsimulering samler matematiske modeller, numeriske metoder og praktisk implementasjon. Begge er tilgjengelige med åpen tilgang og ledsages av kode og eksempler som leseren kan kjøre og videreutvikle.
Bøkene viser bredden i arbeidet: fra grunnleggende strømningsmodeller og diskretisering til avansert reservoarfysikk, effektive løsningsmetoder og koblede prosesser.
Bøker
- K.-A. Lie (2019). An Introduction to Reservoir Simulation Using MATLAB/GNU Octave: User Guide to the MATLAB Reservoir Simulation Toolbox (MRST). Cambridge University Press. Åpen tilgang.
- K.-A. Lie og O. Møyner, red. (2021). Advanced Modeling with the MATLAB Reservoir Simulation Toolbox. Cambridge University Press. Åpen tilgang.
Les mer
Software
MRST - MATLAB Reservoir Simulation Toolbox
Gratis åpen kildekode for rask prototyping av nye metoder for modellering og simulering av strømning i porøse medier. Har brukere over hele verden.
Open Porous Media (OPM)
Open Porous Media (OPM) initativet tilbyr åpen kildekode-programvare for simulering, oppskalering og visualisering av prosesser i porøse medier, og spesielt rettet mot reservoarer.
Utvalgte prosjekt (på engelsk)
Accelerated performance with GPUs for OPM Flow
Målet med dette prosjektet er å forbedre ytelsen til OPM Flow reservoarsimulatoren ved å utnytte GPU-akselerasjon.
Improved methods for reservoir simulation
Reservoir simulation, an essential tool in the oil and gas industry for predicting reservoir behavior, often incurs significant computational expenses. This arises from the intricate nature of subsurface flow dynamics and the need for high-fidelity...
OPM support and maintenance
In this project, a consortium consisting of SINTEF, NORCE and OPM-OP provide support and maintenance services for the OPM Flow reservoir simulator software.
ACROSS
ACROSS aims to combine traditional High-Performance Computing (HPC) techniques and workflows with Artificial Intelligence (AI) and Big Data analytic techniques to enhance productivity and efficiency.
Tools for model-reduction and accelerated reservoir simulation
To optimize hydrocarbon reservoir recovery, understanding and predicting flow and transport processes is crucial. Geo-cellular models, representing complex rock formations, often contain millions of cells, requiring hours for simulation. To expedite...
Multiphase and coupled flow-geomechanical simulations on unstructured grids
The purpose of the project is to assist the client in the development of an industrial solution for multiphase and coupled flow-geomechanical simulations on unstructured grids representing structurally complex reservoirs.
Multiscale performance
Multiscale methods, such as MsRSB initially proposed by SINTEF, have emerged to enhance runtime efficiency and pressure solve scaling in reservoir simulators using sequential splitting. Starting from the methods successfully implemented in the...
Digital subsurface: flow diagnostics and data-driven modeling in optimized reservoir management
The primary objective for the project is to contribute to increased recovery from the NorwegianContinental Shelf by developing new flow-diagnostic methods that reduce the turnaround time to design andoptimize waterflooding and water-based EOR schemes
Full-field simulation of water-based EOR
We study and develop numerical tools that can be used to improve the resolution of EOR simulations and, in particular, capture accurately the impacts of the injected chemicals on the recovery process.
Next generation multiscale methods for reservoir simulation
This project strives to broaden the scope of multiscale technology by delivering substantial acceleration to conventional reservoir engineering workflows. By doing so, it not only facilitates a considerable speedup in traditional processes but also...
Flow diagnostics on stratigraphic and unstructured grids
Modern reservoir simulators provide detailed forecasts of hydrocarbon recovery based on a description of the reservoir, the fluid dynamics, well controls, and couplings to surface facilities. In model-building workflows it is often desirable to...
Multiscale-streamline simulation of highly heterogeneous and fractured reservoirs
The purpose of the project is to develop a prototype multiscale mixed finite-element pressure solver in the ECLIPSE FrontSim streamline reservoir simulation software. FrontSim is a three-phase, 3D simulator that models multiphase flow of fluids along...
GeoScale: reservoir simulation on a geological scale
Modern methods for 3D geological modelling and reservoir characterization are leading industry to routinely build very large and detailed reservoir models; grid models of the subsurface geology currently range in size from 10 to 100 million cells and...