22 Июня 2017 г. Нечетная неделя

Разработка математических моделей и программных средств для моделирования керна методами молекулярной динамики с использованием супер-ЭВМ

Описание

Применение 

Разработанные в ходе проекта математические модели и программные средства будут применяться для решения следующих практических задач:

1) определения упругих и прочностных свойств керна;

2) моделирования изменения порового пространства керна при поднятии на поверхность;

3) моделирования растрескивания керна при снятии горного давления;

4) определения фильтрационных свойств керна.

Актуальность

Моделирование керна является одним из востребованных направлений для решения многих задач при разведке и добыче нефти. Моделирование позволяет не только изучить свойства различных типов пород, исследовать течение жидкости в образце, изучить механические и фильтрационные характеристики породы, но и спланировать методы разработки месторождения. Успешное выполнение проекта позволит решить ряд фундаментальных проблем высокопроизводительных вычислений и предсказательного моделирования, направленных на повышение эффективности нефтегазовой отрасли.

Научная и практическая значимость

Проект направлен на разработку математических моделей и программных средств для предсказательного моделирования механических и фильтрационных свойств керна методом молекулярной динамики с использованием супер-ЭВМ, а также валидацию результатов моделирования путем проведения натурных экспериментов.

Используемые ресурсы и оборудование

Ресурсы Суперкомпьютерного центра «Политехнический»

Результаты

Ожидаемые результаты в рамках реализации проекта:

1. Разработаны математические модели, описывающие механические свойства основных горных пород (в т.ч. карбонатные породы (кальцит, доломит), терригенные породы (аргиллит, песчаник), алеврит) на основе метода молекулярной динамики.

2. Разработана методика определения эффективных механических и фильтрационных свойств породы по результатам численного моделирования методами молекулярной динамики.

3. Создана библиотека программ на основе метода молекулярной динамики, позволяющих проводить компьютерные эксперименты по определению механических и фильтрационных свойств керна.

4. Разработаны алгоритмы и программные средства, обеспечивающие параллельные вычисления на гибридном суперкомпьютерном оборудовании СКЦ "Политехнический".

5. Проведены натурные эксперименты на образцах керна в условиях, соответствующих пластовым. Проведена калибровка разработанных моделей на основе сравнения результатов лабораторных экспериментов и численного моделирования.

Руководитель проекта

Кривцов Антон-Иржи Мирославович