Описание:Основные этапы математического моделирования. Построение физической и математической моделей, изучение их свойств, особых точек и аналитических решений. Построение алгоритма и выбор численных методов. Решение задачи на ЭВМ. Расспараллеливание процессов. Времена расчета стратегий разработки месторождений. Тестирование аналитическими и автомодельными решениями, экспериментальными данными. Предварительная обработка данных, полученных с месторождения или из лабораторий. Модификация модели. Ошибки расчетов.
Экологические проблемы. Крупнейшие техногенные катастрофы XXI века.
Углеводородные источники энергии и топлива. Будущее нефти: прогнозы и реальность. Разнообразие углеводородов: нефть, газ, газовый конденсат, газовые гидраты, сланцевая нефть. Способы добычи.
Многокомпонентные растворы углеводородов. Переход к псевдокомпонентам. Многофазность. Фазовые переходы и химические реакции. Капиллярные эффекты. Пористость и трещиноватость пласта. Неоднородность коллектора. Закон Дарси (линейный и нелинейный). Абсолютная проницаемость породы. Многофазная фильтрация. Монотонные и немонотонные относительные проницаемости. Остаточная насыщенность. Гравитационно-капиллярное равновесие. Градиент концентраций в пласте (учет термодиффузии - эффект Соре).
Элементы термодинамики. Термодинамические потенциалы. Начала термодинамики. Уравнения термодинамики для открытых систем. Фазовые переходы первого и второго рода. Условия фазового равновесия. Время установления фазового равновесия. Локальное термодинамическое равновесие. Фазовые диаграммы состояния чистых веществ: воды и углерода. Критическая точка. Тройная точка. Термодинамика многокомпонентных систем. Растворы и механические смеси. Классификация растворов. Правило фаз Гиббса. Термодинамическое согласование функций.
Основные виды уравнений состояния (УРС). УРС идеального и реального газа. УРС несжимаемой, слабосжимаемой и сжимаемой жидкости. Кубические УРС Ван-дер-Ваальсовского типа. Точные УРС: Бенедикта — Вебба — Рубина. Расчет коэффициентов уравнений для чистых веществ и растворов. Ацентрический фактор. Критические давления и температуры для чистых веществ и растворов. Правила смешивания для растворов. Методы решения УРС.
Различные виды диаграмм равновесия: «р-Т» и «р-х». Двухкомпонентные и многокомпонентные смеси: нерастворимость, слабая растворимость, заметная растворимость, сильная растворимость.
Фильтрация жидкостей, газов и воды. Уравнения многокомпонентной изотермической фильтрации. Неизотермическая фильтрация.
Моделирование способов воздействия на пласт. Методы добычи: первичный, вторичный и третичный. Виды первичной добычи: фонтанный и насосный. Виды вторичной добычи: закачивание жидкости (вода, полимеры), природного или попутного газа. Виды третичной добычи: нагрев нефти в пласте, закачивание водяного пара или газа, сжигание части нефти в пласте, закачивание ПАВ.
Газовые гидраты. Фазовые диаграммы газовых гидратов. Пример термодинамической модели газогидратов.
Численные методы. Решение нестационарных задач методом конечных разностей: явные, неявные схемы, предиктор-корректор. Распараллеливание для многоядерных процессоров. Мультигрид.