Application of GPU in the development of 3D hydrodynamics simulators for oil recovery prediction

Abstract

In this article computer's graphics card application in prediction of oil recovery using the CUDA architecture is studied. CUDA is architecture of parallel computing made by NVIDIA Company. It allows increasing dramatically the calculating performance due to GPU (graphical processors) usage. Calculations were executed on field models with 3 million grid blocks. Material balance equation approximated with IMPES method. As the result of numerical modeling of oil recovery prediction with GPU, dozens of times acceleration of calculations comparing with CPU has been taken. Artykuł przedstawia badania nad programem graficznym wykorzystywanym w planowaniu wtórnego wydobycia ropy naftowej z wykorzystaniem równoległego systemu obliczeniowego CUDA. CUDA jest systemem stworzonym przez firmę NVIDIA. Pozwala on na ogromne zwiększenie mocy obliczeniowej poprzez zastosowanie procesorów graficznych GPU. Porównane zostały wyniki osiągnięte od roku 2003 obliczone z wykorzystaniem zwykłego procesora CPU oraz procesora graficznego GPU. Obliczenia zostały wykonane na modelu złożowym wykonanym na siatce przestrzennej złożonej z 3 milionów komórek. Równanie bilansu masowego w przybliżeniu opisuje metoda przepływu dwufazowego w ośrodku porowatym typu IMPES. W rezultacie modelowania numerycznego wtórnego wydobycia ropy naftowej z wykorzystaniem procesora graficznego GPU, wyniki obliczeń uzyskano wielokrotnie szybciej niż w przypadku stosowania procesora typu CPU.