
В цифровом моделировании используют современные программы и алгоритмы расчетов, для которых нужны суперкомпьютеры и много времени. Поэтому, достигнув предела точности, исследователи были вынуждены вернуться к менее точным методам, которые не требуют таких огромных ресурсов и которые можно выполнять гораздо быстрее.
Один из таких методов описан в статье Computers and Geosciences, опубликованной исследователями из Института динамики геосфер, Института физики Земли и Почвенного института имени В. В. Докучаева РАН вместе с коллегами из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST) и Австралийского государственного объединения научных и прикладных исследований (CSIRO).
Авторы работы использовали численную схему, разработанную советскими математиками в 1956 году – на ее основе был создан свободно распространяемый программный пакет, позволяющий рассчитать проницаемость на основе 3D-изображений горной породы. Образец керна исследуют на рентгеновском томографе и получают модель, на которой решается задача течения в трехмерном пространстве пористых сред. Абсолютную проницаемость определяют, решая уравнение Стокса в трехмерной воксельной геометрии итерационным методом.
Получается поле скоростей течения в пористых средах, для которых можно определить их эффективные фильтрационные характеристики. Программа позволяет численно описать сложные процессы, происходящие при фильтрации, в масштабе пор. Хотя проницаемость – достаточно простое для расчетов свойство, если не научиться эффективно ее моделировать, нельзя перейти к более сложным свойствам породы, описывающим фильтрацию двух и более флюидов (нефти, воды или газа).
Для расчетов с помощью новой программы можно использовать обычный компьютер и даже ноутбук, она на порядок эффективнее похожих программ для суперкомпьютеров, а потери в точности при этом минимальны. «С помощью оптимизации нашего собственного кода, написанного на языке С++, и нехитрой параллелизации с помощью технологии OpenMP мы достигли очень хороших ускорений, и благодаря применяемым методам, пусть и дедовским, но очень эффективным, у нас получилось сделать то, чего невозможно достичь существующими методами прямого моделирования», – рассказал один из авторов исследования Кирилл Герке.
Новая разработка пригодится не только нефтяникам, но и инженерам-геологам, гидрогеологам, петрофизикам, почвоведам и всем, кому может понадобиться определение проницаемости пористых сред. Речь пока не идет о том, чтобы полностью заменить цифровой технологией лабораторные эксперименты: параллельное использование этих методов поможет получать более полную информацию и раскрывать особенности физики фильтрационных процессов в разных масштабах.
Если Вы уже зарегистрированы на нашем сайте, но забыли пароль или Вам не пришло письмо подтверждения, воспользуйтесь формой восстановления пароля.
Восстановить пароль