三维非结构网格上多相组分流的混合杂交与顶点不连续Galerkin有限元建模

水文地质与碳氢化合物资源中关注的问题涉及复杂的非均质地层。在油藏模拟中，此类区域通过非结构计算网格能得到最精确的表征。有限元方法能准确描述具有复杂几何形状的非结构网格上的流动，其灵活的格式允许在不同网格类型上实现。本工作中，我们首次考虑了三维非结构网格上全组分三相流的挑战性问题，网格由四面体、棱柱体和六面体的任意组合离散化。我们采用质量守恒的混合杂交有限元（MHFE）方法求解压力和通量场。传输方程用高阶的基于顶点的不连续Galerkin（DG）离散化逼近。我们表明，该方法优于同多项式阶的基于面的实现。这些方法非常适用于非均质和裂缝性油藏，因为它们提供全局连续的压力和通量场，同时允许组分和饱和度中的尖锐不连续性。高阶精度改善了强非线性流动的建模，例如重力指进和黏性指进。我们回顾了关于非结构油藏模拟模型的文献，并给出了许多考虑重力枯竭、水驱和饱和油藏中注气的示例。我们研究了收敛速率、网格敏感性，并展示了我们所选有限元方法在几何复杂地下介质中挑战性多相流问题的广泛适用性。