[发明专利]一种用于提高钻井仿真计算速度的系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于提高钻井仿真计算速度的系统，包括：主服务器，其用于获取当前仿真计算任务所需的原始数据，根据计算时间需求，确定参与协作的副服务器的数量，而后按照该数量，将当前仿真计算任务进行计算量均等划分处理，得到多个子任务，并将每个子任务分配给相应的副服务器，以及接收并展示各子任务的计算结果；多个参与协作的副服务器，其用于接收完成相应子任务所需的原始数据，执行相应的钻井仿真计算，其中，所有子任务同步并行执行。本发明将钻井仿真计算和演示的等待时间大幅压缩，大幅提高钻井仿真演示速度，为现场工程师和学科专家提供更加及时的决策参考，进一步提高钻井仿真结果对决策支持的时效性。

技术领域

本发明涉及石油工程领域，尤其是涉及一种用于提高钻井仿真计算速度的系统及方法。

背景技术

钻井工程作为一项地下隐蔽性工程，由于地下的不可见性，大量的非均质性、不确定性、非结构性以及非数值化难题构成了钻井工程“黑箱”。井下的高温高压环境、钻柱高频振动、钻柱环空泥浆高速流动、长时间钻进作业以及信号传送困难等均对传感器有着极其严苛的要求，无法依靠传感工具实现长时间井下状态的稳定精确监测。目前，钻井工程“黑箱”问题的解决主要依赖于应用现有理论仿真计算方法对当量循环密度、摩阻扭矩、管柱力学等各项井下状态参数进行仿真计算，“黑箱”结果的呈现则依靠二维曲线及三维动画等演示手段，进而为现场工程师和专家提供决策参考。

钻井井下参数的仿真计算如果要尽可能准确，则需要将井筒模型划分为密集的网格，进行长时间的海量迭代计算。然而，钻井工程的不确定性需要决策中心的业务专家根据仿真计算结果及时做出判断决策，也就是要尽可能提升仿真演示速度、并压缩输出仿真结果的等待时间。但是，目前的钻井仿真演示中采用的方式是将仿真计算中所需要用到的各类钻井参数(例如：循环当量密度、钻柱受力等)由一台服务器执行计算操作完成之后再进行钻井仿真演示，在仿真井井深越深计算量越大时，业务专家见到仿真结果的等待时间也就越长，存在较大的延后性，从而影响业务专家利用钻井仿真结果决策的实时性。

现有技术中，虽然有相关技术方案考虑到了钻井仿真过程中钻进数据及其计算软件分级进行顺序分级的方法来提高钻井仿真过程的完成效率，但仅提到了不同参数类别在局域网内进行整体分布部署以加快计算的方式，仍未考虑到针对某一类参数仿真计算进行提速的方案。因而，针对当前钻井仿真多参数计算耗时长的问题，急需一种可靠、易行的提高钻井仿真速度的方法，压缩钻井仿真计算结果输出的等待时间，从而为用户提供更加及时的决策参考。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于提高钻井仿真计算速度的系统，包括：主服务器，其用于获取当前仿真计算任务所需的原始数据，根据计算时间需求，确定参与协作的副服务器的数量，而后按照所述数量，将所述当前仿真计算任务进行计算量均等划分处理，并将划分后的每个子任务分配给相应的所述副服务器，以及接收并展示各所述子任务的计算结果；多个参与协作的所述副服务器，其用于接收完成相应子任务所需的原始数据，执行相应的钻井仿真计算，其中，所有所述子任务同步并行执行。

优选地，所述主服务器，其还用于按照预设的仿真精度，将所述当前仿真计算任务中的由当前仿真环境形成的井筒模型进行网格划分，并确定计算每个网格的计算量、以及完成当前任务的总计算量，从而利用这些计算量信息对所述子任务的划分过程进行辅助。

优选地，所述主服务器，其进一步用于按照所述井筒模型的不同深度范围进行计算量均等划分处理。

优选地，所述主服务器，其进一步用于按照井深和/或钻井时间维度依次从各所述副服务器中调取相应的计算结果，并展示针对所述当前仿真计算任务的计算结果。

优选地，多个所述副服务器配置为分布式并行计算服务器。