RFD tNavigator是从储层到地表的集成建模软件，一站式综合储层管理解决方案，利用现代计算架构提供卓越的速度、可扩展性和易用性。更快速稳健的解决各种棘手的问题，具有单一环境，地震、地质、地质力学、油藏工程、PVT、井筒和地面网络建模。在应用程序之间移动不会浪费时间或丢失数据。提供油藏和地面网络系统的完全耦合、完全隐式模拟。这意味着更可靠的生产预测，交付更快。充分考虑整个系统的不确定性，以更好地优化生产和改进历史匹配。tNavigator 令人印象深刻的可扩展性源于充分利用多核 CPU 和 GPU 处理单元的并行技术。共享和分布式内存系统的计算线程之间的域分解以及负载平衡是自动完成的。油藏工程师可以专注于改进生产，tNavigator 负责计算架构。
软件功能
1、地质设计师
Geology Designer允许用户从头开始构建静态模型。
主要特点
加载和编辑解释过的地震表面、井轨迹、测井和井眼、相特性、岩石特性、岩石物理信息、点集和其他对象。从一些旧的第三方工具导出的格式可以加载到Geology Designer。
2D和3D地震：按时间或深度导入SEG-Y格式，创建和可视化内嵌线、交叉线和时间片。地震解释：时间/深度规律导入。在地震选项卡(2D)上显示井、测井和标记。
合成：计算以创建合成速度曲线、合成声阻抗、反射系数和区间速度曲线，以与地震数据进行比较。
地震属性计算：相干性、瞬时频率、幅度、相位。
支持按国家/地区或EPSG代码的坐标参考系统。
2D和3D可视化、直方图、交会图、垂直比例曲线。
井相关窗口允许用户同时处理多口井。自动和手动井相关能够同时处理数百口井。能够同时处理多条重影曲线。
故障：以标准格式加载故障，通过多边形创建故障，故障编辑，构建带有故障的3D网格。
结构建模，局部网格编辑。
相分析、变异函数、属性插值：最小二乘法、反距离加权(IDW)、克里金法、协同克里金法、高斯模拟(SGS)和多点统计模拟。
2D和3D中的流体原位。
用于处理所有项目对象的计算器。
基于Python的工作流。
地质导向。
所有计算都通过在硬件的所有可用内核上运行的并行算法进行加速。
一体化。地质设计器、模型设计器、PVT设计器、VFP设计器、模拟器（黑油、成分或热）、辅助历史匹配和不确定性模块的组合提供了在一个图形界面中创建静态和动态模型、运行模拟、分析结果的能力并进行辅助历史匹配和不确定性分析。
结合辅助历史匹配和不确定性包，地质设计器允许用户捕获具有完整范围和分布的静态不确定性，提供对地质网格进行敏感性和不确定性分析的能力，而无需构建完整的流体动力学模型。
2、模型设计师
Model Designer（预处理器）允许用户创建动态模型并执行仿真模型的本地编辑、更新和维护。
以标准格式加载网格，加载RESCUE文件。
从现有的动态模型开始。属性编辑、PVT、RP、井生产数据更新。
相对渗透率（Corey和LET相关性，导入）。
PVT和EOS：与PVT设计器集成。
VFP表：与VFP设计器集成。
岩石属性。
平衡和非平衡初始化。
属性计算器，本地网格编辑，含水层。
以表格形式加载和编辑井历史和事件。表重新计算的预定义规则。通过Python脚本与数据库集成。
开发策略：井组、限制和控制模式、组限制、经济限制和其他井、井过滤器规则。
现场开发规划、重启和预测场景、在一个模型设计器项目中处理多个模拟案例。
2D和3D可视化、直方图、交会图、图形。
基于Python的工作流。
所有计算都通过在硬件的所有可用内核上运行的并行算法进行加速。
一体化。地质设计器、模型设计器、PVT设计器、VFP设计器、模拟器（黑油、成分或热）、辅助历史匹配和不确定性模块的组合提供了在一个图形界面中创建静态和动态模型、运行模拟、分析的能力结果并进行辅助历史匹配和不确定性分析。
3、非常规油藏模型设计师
模型设计器使用户能够以几乎无限的复杂性设计和模拟多级水力压裂配置。
可以模拟任意几何形状的裂缝，而不受裂缝阶段和裂缝簇数量的限制；也没有关于裂缝与裂缝、裂缝与井、裂缝与网格的相对方向的角度。
各种岩石特性（孔隙度、渗透率、净毛比）和储层区域（饱和度、岩石压实度、PVT）可以通过计划部分分别针对增产岩石体积(SRV)内的裂缝和非裂缝区域进行初始化和及时更改）。
裂缝和SRV区域是通过一个或多个模板定义的，其中的参数包含在辅助历史匹配和不确定性量化工作流程中。
多个裂缝可以相互合并和分裂。一种新型的自适应对数LGR可用于确保裂缝路径周围的有效非结构化网格。
多口井的裂缝属性可以通过裂缝表输入到项目中，从而能够处理大型数据阵列。
合并来自第三方软件（GOHFER®、StimPlan™等）的Frac传播结果。
双孔隙率/双渗透率、煤层气和其他选项可供选择。
评估裂缝参数对生产的影响（通过工作流程进行不确定性分析）。
4、PVT设计师
PVT Designer允许用户创建流体模型（PVT、EOS）。
黑油、成分和热变体。
组件库，输入用户组件，通过关联计算组件属性。
饱和压力曲线，相位包络。
水合物的形成和抑制剂的作用。
考虑非平衡热力学过程。
支持的实验室实验：CCE、DLE、CVD、膨胀测试、分级测试、分离器测试。
输入样品（实验室数据）。运行回归（匹配）——匹配黑油和成分模型的实验数据（样本）点。独立设置样本点和实验的权重，质量检查。
集总（创建伪组件）。使用匹配进行集总。
拆分未定义的“加”部分。
将组合物混合在一起并净化（减去已知的混合物）。
初始化数据。分级测试：关于深度的成分。
创建PVT，导出PVT表以创建黑油模型。
EOS。导出EOS数据以创建组合模型。
热闪光（K值）。
通过黑油案例的相关性创建PVT表。
5、视觉设计师
VFP(Well)Designer允许用户创建用于计算升降台的井或管道模型。
创建和编辑井几何和构造
好几何。以标准格式加载井轨迹：井路径/偏差、LAS、GWTD等。从文本文件或电子表格中复制和粘贴轨迹点。手动编辑轨迹。3D中的井几何可视化（TVD和偏差测量）。
在3D中加载和可视化LAS
Dogleg Severity可视化允许以每30 m的度数指定轨迹偏差的最大值。井轨迹根据其偏差水平着色。
井施工规范。套管、油管、穿孔、挤压、封隔器等。流入控制装置(ICD)：AICD（自主）和SICD（螺旋）。沿井轨迹的设备可视化。手动拖放添加和编辑建井对象的属性。创建和导入自定义对象目录。
选择建井对象的参数作为匹配实验数据（压降测量）的变量。
多边井：加载和编辑轨迹以及分支的构建。
多段好。
压降计算。可以使用不同的相关类型：Beggs&Brill、Hagedorn&Brown、Orkiszewski、Gray等。可以指定井眼垂直、斜度和水平部分的不同相关性。可以指定摩擦和静水分量乘数
计算提升(VFP)表。
VFP表的规范化。
输入实验数据（压降测量）。结果的可视化以及创建的VFP表。通过选定的测量参数和变量（网络组件设置、摩擦和静压组件）匹配表格。
创建知识产权表。可用的气体和液体IPR模型：背压、Vogel、Fetkovitch、Jones、Well-PI、Well Test数据
与PVT Designer的集成提供了统一的流体属性。PVT模型：黑油、成分和温度影响。
与网络设计器集成。提供井模型（井轨迹、构造、VFP表等）
所有计算都通过在硬件的所有可用内核上运行的并行算法进行加速。
一体化。VFP Designer和其他tNavigator模块之间的完全集成允许用户计算单独的地表网络以及与地下耦合的地表。与PVT Designer的集成提供统一的流体属性和PVT模型：黑油、成分和温度效应。与Network Designer的集成提供了井模型（井轨迹、构造、VFP表等）。在模型设计器中，每一口井都对应一个VFP设计器的项目。
6、网络设计师
Network Designer允许用户单独地和以完全耦合的方式与地下模型一起创建和计算地表网络。Network Designer与PVT Designer、Well Designer、Model Designer、Geology Designer和Simulator集成。
创建和编辑表面网络。标准元素库可用，包含：井、注入器、源、链接、管道、接头、泵、节流阀、压缩机、两相和三相分离器、水槽、Python对象、气举对象。可以使用指定井和井组的相速率和压力上限/下限的对象：自动节流阀、自动泵、限制。
在给定初始和边界条件的情况下，对表面网络进行稳态计算，以模拟流动、压力和温度。温度依赖性。管埋深的影响。
控制网络正确性：在运行计算之前检测没有流的网络部分；检测管道接头处管道端点高度的不一致；控制边界条件（压力、质量流量）数量的充分性。
与PVT Designer的集成提供了统一的流体属性。PVT模型：黑油、成分和温度影响、混合成分变体（EOS混合）。
与Well Designer的集成提供了VFP和IPR表。静压和动压损失计算：不同的相关性、温度影响；埋葬配置效果。
与模型设计器集成。将带有网络的模型导入模型设计器时，将自动创建网络设计器项目并可供进一步编辑。加载表面图并自动构建具有复杂几何形状的管道轮廓。
与模拟器集成。提供了具有地下和井的完全隐式耦合表面。
可以使用各种工具在图形界面中分析和可视化结果：气泡图、贡献图等。
统一图形用户界面(GUI)为“油藏+井+地表网络”集成模型提供同步可视化。
所有计算都通过在硬件的所有可用内核上运行的并行算法进行加速。
一体化。在每个时间步，网络设计器、PVT设计器、VFP设计器和模拟器的完整集成提供了考虑井约束的集成模型“储层+井+地表网络”的完全耦合隐式计算。
7、黑油模拟器
Black Oil Simulator的典型用例包括模拟轻质石油和天然气生产。它支持所有行业标准功能，包括活油、死油和湿气。该模块可以与图形用户界面(GUI)模块一起使用，也可以单独用作工作站或HPC集群上的控制台版本。支持来自某些第三方数据格式的输入数据。
通用网格公式（NNC、LGR和粗化、故障、尖峰等）、角点、广义角点、非结构化网格。
双孔隙度，双渗透率。
三相相对渗透率与终点缩放、重力、毛细管效应、饱和度、PVT、平衡区域。
API追踪、重力排水、纳米聚合物驱、海水淡化。
示踪剂分析、注水优化、含水层、不同盐度的水域。
聚合物、表面活性剂、ASP注射液、BrightWater®聚合物。
滞后、扩散、吸附、解吸。
广泛支持水力压裂。
多段井、组控制、含水层，包括恒定通量、Fetkovich、Carter-Tracy、数值。扩展表面网络选项。
黑油温度扩展以模拟冷水或热水的注入。
D因子、GPP控制、VFP提升表和相关函数、动作、自动钻孔、支持用户定义的变量、数组、扩展算法。
完全隐式和自适应隐式算法。
水库联轴器。
CPU+GPU处理器，计算速度更快。
一体化。可与模型设计器、网络设计器和VFP设计器集成。
8、合成模拟器
成分模拟器允许用户模拟成分模型，其中油和气相的PVT属性拟合到状态方程(EOS)，作为组分的混合物。支持来自某些第三方输入平台的输入数据。该模块可以与图形界面模块一起使用，也可以单独用作工作站或集群上的控制台版本。
多个EOS（Peng-Robinson、Redlich-Kwong、Soave-Redlich-Kwong）区域。
非平衡热力学过程的模拟。
使用CPU+GPU处理器，集群计算速度更快。
CO2注入，循环水气注入。
分子扩散、吸附和解吸，煤层气（CBM）。
相对于成分的相对渗透率缩放。
临界点附近油气相对渗透率的特殊处理。
CO2和H2S在水相中的分布。
速度相关的相对渗透率。
天然气厂、气体燃料、销售和再注入、多级分离器。
气田模型的天然气日合同量(DCQ)。
混合物注射（多组分和多相–WAG）。
生产和注入表面网络。
代表亚临界阀门的多段井段。
压力维持区域。
水库联轴器。
9、热成分模拟器
热成分包括成分模拟中的温度，通常用于热水和蒸汽注入模拟。支持来自某些第三方热板的输入数据。该模块可以与图形界面模块一起使用，也可以单独用作工作站或集群上的控制台版本。
通过表格或相关公式（表面）获得碳氢化合物组分的K值。
四相：油（烃组分）、气（烃组分、水）、水和固相。相变：蒸发、冷凝、溶解、燃烧、化学反应建模。
支持原位燃烧过程的固相和化学反应。
平衡和非平衡初始化。
孔隙率依赖于温度和压力。
液相单个组分的密度、粘度是温度和压力的函数。
作为温度函数的碳氢化合物组分和岩石的焓。
相对渗透率随成分和温度的变化而变化。
分析型、半分析型和数值型含水层。
与环境热交换的分析模型。
热导率依赖于流动相、固相和岩石的电导率。
电加热器。
双孔隙率、双渗透率选项。
蒸汽注入、混合物注入、多组分和多相流、WAG。
蒸汽辅助重力排水技术(SAGD)。
使用CPU+GPU处理器，集群计算速度更快。
水库联轴器。
10、全耦合地质力学模拟
tNavigator使用耦合方程的联合系统来描述储层中的过滤过程和对统一网格的地质力学影响。
相同的模型网格用于储层动态和地质力学模拟（储层模拟的块中心，地质力学的块角）。
耦合方程的联合系统以并行方式进行数值求解：地质力学（仅CPU内核）、储层动力学（CPU和GPU内核）。
支持所有模型类型（黑油、热、成分）。
杨氏模量、泊松常数、应力边界条件、位移边界条件。
通过滞后岩石压实数据表模拟地质力学效应。
Mohr-Coulomb破坏准则用于分析应力状态和预测潜在的岩石断层。可能的骨折方向。
11、辅助历史匹配和不确定性分析
辅助历史匹配(AHM)和不确定性分析模块允许用户将tNavigator中的任何参数视为具有不确定性范围的变量或算术表达式。该模块包括用于运行控制（工作站或集群）和仿真结果的运行时统计分析的图形界面。
实验设计：龙卷风、拉丁超立方体、网格搜索、Plackett-Burman、蒙特卡洛。
优化算法：差分进化、单目标和多目标粒子群优化（SOPSO和MOPSO）、单纯形法（Nelder-Mead）、响应面（可以计算和导出代理模型）。
3D离散余弦变换(DCT)算法。
任意目标函数、RFT/MDT合并、NPV优化、UDQ目标函数、通过Python脚本定义的用户定义函数。
图形界面：用于比较模型变体的图形、表格、直方图、交叉图。
分析：堆积图、帕累托图（Pearson和Spearman相关）、多维标度(MDS)、聚类、系数表R2。
P10、P50、P90和其他分位数。
预测优化，井位和轨迹优化。
结合Geology Designer或/和Model Designer的工作流程。
可在Python脚本中编辑的工作流。
与作业队列集成。
工作站或集群上的计算——集群计算的鼠标控制和远程图形界面。
一体化。地质设计器、模型设计器、PVT设计器、VFP设计器、模拟器（黑油、成分或热）、AHM和不确定性分析模块的组合提供了在一个图形界面中创建静态和动态模型、运行模拟、分析结果和进行辅助历史匹配和不确定性分析。
12、完全集成的建模
辅助历史匹配模块针对工作流定义的静态和动态参数的变化，对仿真结果提供全面的敏感性分析。工作流程可能包括在Geology Designer中逐步构建结构模型，然后捕捉地震表面以匹配标记、网格生成、放大、SGS属性插值和具有静态和动态不确定性变量的动态模型初始化。
13、图形用户界面
在tNavigator中，运行控制监控和仿真结果后处理是使用单个多窗口图形界面完成的。tNavigator GUI是一个通用的数据分析和可视化模块。它可以单独使用以查看由tNavigator和第三方二进制文件生成的现有仿真结果，或与tNavigator仿真引擎集成，以在计算的时间步长提供交互式运行控制和即时结果监控。初始和计算模型网格属性的分布可以查看为2D和3D视图、横截面、井围以及1D或2D直方图。现场（如果可用）、组、井、射孔级别的计算和历史生产数据可以查看为图表、交叉图、汇总表、气泡图、等高线和沿井轨迹的剖面。该界面允许加载LAS数据、轨迹并与动态井剖面进行比较。在每个时间步，网格块中计算出的压力用于生成2D和3D流线。流线用于计算以排水表形式汇总或可视化为2D排水网络的注入器-生产器分配因子。任何网格属性的二维地图都可以由一组等高线覆盖。
鼠标控制模拟：启动、暂停、重启。
计算过程中2D和3D动态地图和图形的可视化。
图形模板、气泡图、等高线、交叉图、一维、二维直方图、井剖面图、报告。
图形计算器通过Python脚本创建用户图形。
洪水优化：交互式示踪剂、流线、排水图和彩色表格。
扇区建模：自动拆分和合并。
高级属性计算器：构建任何网格属性和过滤器来分析数据。
远程图形界面可用于控制集群上运行的计算。
14、油藏模拟中的超级计算
考虑到对3D油藏模型的质量和细节不断增长的需求，计算资源的有效利用问题变得更加重要。如今，油藏工程师在处理中型和大型油藏时通常必须升级地质模型，以便利用可用的计算资源满足最后期限。动态模型的低分辨率细节与上调误差相结合，导致生产预测结果出现问题。
由于计算核心数量的增加，现代计算机系统的效率呈现持续增长。高性能硬件成本每天都在下降，即使是小型服务公司，也可以以合理的价格购买几年前极其昂贵的硬件软件系统。考虑到多CPU计算机的可用性，我们应该更多地关注软件方面，以便在并行仿真中利用所有计算资源。由于过时的软件架构，最常见的油藏模拟器跳过了大部分可用的计算能力。
由于利用了软件的最新发展，我们的技术允许在最精细的网格上进行模拟。根据我们的设想，这种方法不仅改进了模型细节，而且有助于地质学家和油藏工程师之间的协作。
15、工作站上的tNavigator
在tNavigator中实现了以下新颖的方法，以提高多核工作站上并行计算的效率：
所有计算应并行进行，包括线性系统解、井方程、矩阵运算等。
在模拟中涉及的每个CPU中，所有数据交换都由系统线程直接处理（Boost~30-40%）。
多CPU工作站（Boost~50%）支持NUMA（非统一内存访问）。
每个CPU内的超线程技术支持（Boost~15%）。
CPU+GPU技术。使用NVidia GPU加速线性方程组的求解。唯一支持启动Pascal架构和最新CUDA驱动程序的GPU（GPU的加速显着取决于模型物理和CPU与GPU性能的比率）。
tNavigator中的基本并行算法是为多核PC设计的。它基于系统线程的直接利用，这对于一个CPU内不同内核之间的任务分配来说似乎是最佳的。当应用于现代PC时，这种方法允许几乎线性的加速因子。
现在我们可以看到由于内核数量的逐步增长，PC计算效率的不断提高。因此，每个油藏工程师实际上都可以在他的办公桌上拥有一台超级计算机，合理的硬件利用率几乎可以无限提升。
16、集群上的tNavigator
在工作站上，当模型尺寸增加时，加速因子不能保持在同一水平。在这种情况下，内存访问速度问题开始发挥重要作用。因此，尽管计算机效率更高，但由于内存速度限制，无法进一步减少模拟时间。
这种限制可以通过分布式内存CPU集群来消除，这些集群需要基于MPI的算法来进行节点之间的数据交互。大多数油藏模拟器都采用了这种方法。tNavigator包含一种用于并行计算的新颖混合算法。它利用MPI方法进行集群节点之间的任务分配，以及每个节点内内核之间的系统线程（MPI+线程）。这种方法通过尽可能高效地利用所有资源来消除限制，与多核CPU集群的市场领导者相比，加速因子提高了十倍。