Разработка иерархии вычислительных моделей и численных методов для описания геофизических процессов в разномасштабных средах с флюидонасыщенной микроструктурой и областями концентрации напряжений. Создание научно-исследовательских версий соответствующего программного обеспечения, ориентированного на использование современных высокопроизводительных вычислительных систем»

Разработан и реализован алгоритм статистического моделирования для построения моделей трещиноватых сред с заданной степенью связности, основанный на методе дискретных систем трещин, связность которых обеспечивается минимизацией функционала перколяции в методе имитации отжига. На основе численных экспериментов показано, что связность трещин и формирование ими вытянутых структур влияют на интенсивность перетоков флюида из трещин во вмещающую породу, и интенсивность затухания сейсмических волн зависит от степени связности. Перетоки флюидов между трещинами имеют локальный характер и проявляются в фиксированном диапазоне частот, зависящем от размеров трещин. Этот эффект в еще большей степени выражен для сред с низкопроницаемой вмещающей породой - карбонатными породами. В этом случае перетоки флюидов из трещин во вмещающую среду отсутствуют, поглощение сейсмической энергии пренебрежимо мало и не зависит от связности системы трещин. Реализован инновационный способ построения изображений субсейсмических объектов путем асимметричного суммирования на основе использования весов, получаемых трассированием гауссовых пучков поочередно из внутренних точек целевой области изучаемого резервуара в направлении источников и приемников. На этой основе удается: построить оптимальные апертуры источников и приемников; получить изображения рассеивающих объектов, интенсивность которых пропорциональна изменчивости импеданса в среде; построить индикатрисы рассеяния и дифференцировать скопления каверн и коридоры трещиноватости; определить преимущественное направление трещиноватости. Разработан параллельный алгоритм для моделирования волнового поля в трехмерно-неоднородных средах с искривленной свободной поверхностью, основанный на построении криволинейной сетки, соответствующей геометрии свободной поверхности. Метод обращения полного волнового поля (FWI) - один из основных инструментов для построения глубинной скоростной модели. В его основе лежит решение обратной динамической задачи сейсмики, опирающееся на отыскание точки минимума целевого функционала, характеризующего разность между зарегистрированными и рассчитанными данными. При его реализации нужно уделять особое внимание: надежному восстановлению верхней части разреза (ВЧР);устойчивой реконструкции макроскоростной составляющей в условиях отсутствия низких временных частот в зарегистрированных данных.Для восстановления скоростного строения ВЧР наиболее распространенной является версия FWI, опирающаяся на использование волновых полей, соответствующих первым вступлениям на дальних выносах. Для восстановления глубинных целевых объектов используется предложенная ранее модификация целевого функционала. Предложен алгоритм численного моделирования процессов химического взаимодействия флюида с породой в масштабе пор, основанный на методе расщепления задачи по физическим процессам. Предполагается, что скорость течения флюида мала, и установление потока происходит мгновенно при малых изменениях геометрии порового пространства. Поток флюида в поровом пространстве моделируется уравнением Стокса для стационарного течения жидкости. Перенос химически активного компонента описывается уравнением конвекции - диффузии с граничными условиями 3-го рода. Граница порового пространства изменяется со временем и задается неявно функцией уровня. Для численного решения применяется метод конечных разностей с аппроксимацией краевого условия взаимодействия жидкой и твердой фаз на погруженной границе.