Разработка теоретических основ и создание высокопроизводительных алгоритмов для двухфазных математических моделей фильтрации жидкости в коллекторах трещиновато-порового типа

В нефтегазовой промышленности при разработке любого объекта, несмотря на различие по своим размерам и геолого-физическим свойствам месторождений, основными задачами для геологов и разработчиков являются выделение пластов и залежей, подсчет запасов, проектирование системы разработки месторождения, моделирование различных геолого-технологических мероприятий и мероприятий повышения нефтеотдачи пластов. Точность и качество выполнения перечисленных выше целей напрямую зависит от степени изученности рассматриваемого объекта. При проектировании разработки месторождения немаловажным является знание об интенсивности распространения фильтрационных особенностях системы каналов и трещин в пласте. Особенно актуальным данный вопрос остается для карбонатных коллекторов, в которых наличие трещиноватости приурочено к естественному геологическому процессу формирования залежи. Наличие трещин значительно усложняет разработку месторождения. Трещиновато-пористые коллектора характеризуются интенсивным обменным потоком жидкости между трещинами и пористыми блоками, что вносит определенные коррективы в известные методы определения фильтрационных параметров. Поэтому, для того, чтобы идентифицировать описанные фильтрационные потоки, необходимы такие численные модели, которые бы учитывали также и трещинную составляющую коллектора. Проект направлен на развитие новых математических моделей процесса массопереноса в коллекторе трещиновато-порового типа, разработку эффективных вычислительных алгоритмов и комплексов программ для моделирования с помощью высокопроизводительных вычислительных систем. Целью проекта является развитие вычислительных основ, комплексов программ для полномасштабного компьютерного моделирования с помощью высокопроизводительной вычислительной техники процессов двухфазного массообмена и других диссипативных процессов в трещиновато-пористых средах. Основными методами исследования являются методы вычислительной математики, механика жидкости в трещиновато-пористых средах, методы объектно-ориентированного и обобщенного программирования, и вычислительный эксперимент с опорой на данные промысловых измерений. В рамках реализации проекта будет разработана и реализована четырехблочная математическая модель, описывающая многокомпонентное течение в трещиновато-пористой среде с расщеплением по физическим процессам. Модель включает в себя два блока с системой гиперболических уравнений относительно водонасыщенности на фоне фиксированных скоростей фильтрации, и блоки, содержащие уравнения пьезопроводности для определения давлений в трещиновато-поровом коллекторе. Использование такой модели повысит скорость сходимости итерационного процесса, и позволит, сравнительно с вариантом непосредственного решения полной системы, проводить расчеты с существенно более крупным шагом по времени, что сделает реалистичным организацию больших серий многопараметрических численных исследований. В результате выполнения проекта будут созданы новые математические модели флюидодинамики в среде с двойной пористостью, численные схемы их анализа на нерегулярных сетках и комплексы программ для решения конкретных фундаментальных и прикладных задач.