Комплекс программ для двумерного моделирования флюидодинамических процессов в гидратосодержащей среде осадочных бассейнов

Abstract

В настоящее время исследование газогидратных месторождений является весьма актуальным. Изучение содержащих газогидраты осадочных бассейнов затруднено наличием в них сложной геометрии регионов (пропластков, сдвиговых и низкопроницаемых зон и т.д.). Площадные и профильные расчеты обладают пространственной стратиграфической неструктурированностью областей, их произвольным расположением и переменной эффективной толщиной пластов. В данной работе рассматривается задача двумерной фильтрации в зоне трехфазного гидратного равновесия (газ, гидрат, вода) с учетом возможной слабой проницаемости пород. Для решения этой задачи применяется оригинальная фильтрационная модель с неклассической формой закона движения. На основе метода опорных операторов разработаны эффективные вычислительные алгоритмы, выделяющие гиперболическую (для переноса водо- и гидратонаыщенностей) и пьезопроводно-диссипативную части задачи. Выполнена их программная реализация на сетках нерегулярной структуры, позволяющих моделировать процессы диссоциации газовых гидратов в осадочных бассейнах сложного геометрического и литологического строения. Проведены численные расчеты для модельной области с параметрами, соответствующими реальному осадочному бассейну в Южно-Китайском море. Currently, the investigation of gas hydrate deposits is very relevant. The study of sedimentary basins containing gas hydrates is complicated by the presence of complex geometric regions in them (interlayers, shear and low-permeability zones, etc.). Areal and profile calculations have spatial stratigraphic unstructured areas, their arbitrary location and variable effective thickness of layers. This work focuses on the study of the problem of two-dimensional filtration in a zone of three-phase hydrate equilibrium (gas, hydrate, water), taking into account the possible low permeability of rocks. To solve this problem, an original filtration model with a non-classical form of the law of motion is used. Based on the support operator method, the effective computational algorithms that distinguish the hyperbolic (for the transfer of water and hydrate saturation) and piezoconductive-dissipative parts of the problem have been developed. Their program implementation on grids of irregular structure, which make it possible to model the processes of dissociation of gas hydrates in sedimentary basins of complex geometric and lithological structure were realized. Numerical calculations for a model domain with parameters corresponding to a real sedimentary basin in the South China Sea were realized.