Interface insertion in 3D geomodels : from meshes to numerical simulations
Insertion d'interfaces dans des géomodèles 3D : des maillages aux simulations numériques
Résumé
Numerical subsurface models allow to understand the organization of structures and are adapted to simulate physical processes in order to study and predict the physical behavior of the subsurface. The equations describing the physical phenomena are solved using a discretization of space: the mesh. In the course of subsurface modeling projects, one often needs to revise an existing interpretation, integrate new spatial data, and perturb a geomodel to reflect subsurface uncertainty and to ultimately reduce this uncertainty using inversion methods. In this thesis, I developed a mesh-based approach for local updating of meshed geomodels 2D and 3D. Local modifications are performed in a particular region of the model by changing the unstructured meshes of geomodels. In particular, we focused on the insertion of lines and interfaces representing horizons or fractures. During the modifications of the meshes, a particular attention is given to the mesh quality, especially near the intersections between interfaces, in order to maintain a conformal and valid mesh for numerical simulations. In order to compare the impact of local modifications on physical simulations, I present three examples of application of this method: (1) wave propagation for the detection of a fluid contact on a 2D section, (2) the impact evaluation of a 2D fracture network structure on fluid flows in a porous medium, and (3) the impact of structural uncertainties in a 3D reservoir for the injection and ce{CO2} storage. I show that my method of local modifications (1) allows to insert interfaces in 2D and 3D models while keeping the conformity and validity of the meshes for numerical simulations, (2) shows a great flexibility to adapt to simulators of various physical phenomena, and (3) can be used in an inversion process to reduce uncertainties.
Les modèles numériques du sous-sol permettent de comprendre l'organisation des structures et sont adaptés pour simuler des processus physiques afin d'étudier et de prédire le comportement physique du sous-sol. Au cours de projets de modélisation du sous-sol, il est souvent utile de modifier une interprétation existante, d'intégrer de nouvelles données spatiales ou de perturber un géomodèle afin de refléter l'incertitude du sous-sol et de réduire cette incertitude à l'aide de méthodes d'inversion. Les équations décrivant les phénomènes physiques sont résolues grâce à une discrétisation de l'espace: le maillage. Dans cette thèse, j'ai développé une méthode de mise à jour locale de géomodèles maillés en 2D et 3D. Les modifications locales sont exécutées dans une région particulière du modèle en travaillant directement sur les maillages non structurés des géomodèles. En particulier, nous nous sommes concentrés sur l'insertion de lignes et d'interfaces représentant des horizons ou des fractures. Au cours des modifications des maillages, une attention particulière est donnée au suivi de la qualité du maillage, notamment au niveau des intersections entre interfaces, afin de conserver un maillage conforme et valide pour la réalisation de simulations numériques. Afin de comparer l'impact des modifications locales sur les simulations physiques, je présente trois exemples d'application de cette méthode: (1) la propagation d'onde pour la détection d'un contact fluide sur une coupe 2D, (2) l'évaluation de l'impact de la structure d'un réseau de fractures 2D sur les écoulements dans un milieu poreux, et (3) l'impact des incertitudes structurales d'un réservoir 3D pour l'injection et le stockage de ce{CO2}. Je montre ainsi que ma méthode de modifications locales (1) permet d'insérer des interfaces dans des modèles 2D et 3D en conservant la conformité et la validité des maillages pour les simulations numériques, (2) montre une grande souplesse pour s'adapter à des simulateurs de phénomènes physiques variés, et (3) peut être utilisée dans un processus d'inversion pour réduire les incertitudes.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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