Исследование опубликовано в журнале Computers and Geosciences, передает РИА «Новости».
«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», – заявил Кирилл Герке, физик из Института динамики геосфер РАН в Москве.
Многие крупные месторождения нефти, открытые в СССР и на Западе в середине прошлого столетия, до сих пор содержат огромные запасы углеводородов, однако фактически недоступны для человечества из-за неправильной стратегии их эксплуатации.
Жидкость, выкачиваемая нефтяными вышками из подобных скважин, почти полностью состоит из воды, а не топлива, что резко уменьшает рентабельность старых месторождений.
Этих проблем, как отмечают Герке и его коллеги, можно было бы избежать, если бы нефтедобывающие компании просчитывали то, как будет меняться поведение скважины со временем, учитывали в работе ее физические свойства.
Так удалось бы извлечь не 20%, а больше половины нефти из Самотлора и других крупнейших месторождений России, США и других стран с большими запасами сырья, считают исследователи.
Отмечается, что за последние 20 лет российские и зарубежные IT-компании создали массу инструментов для реализации этой задачи, однако у них есть один общий недостаток – они требуют огромных вычислительных ресурсов, так как важно точно просчитать, как взаимодействия между закачиваемой водой, газами и нефтью влияют на движение жидкостей через поры в породах месторождения.
Российские физики смогли значительно ускорить решение этой задачи и радикально уменьшить количество вычислительных ресурсов. Они обратились к математической идее, которую советские ученые разработали еще в 50 годах 20 века, – одной из вариаций метода конечных разностей.
По словам Герке и его коллег, их алгоритм разбивает компьютерную модель месторождения или сегмента недр Земли на так называемые воксели – своеобразные трехмерные пиксели.
При этом не требуется ее предварительное разрезание на сетку из блоков, напоминающую по форме оригинальный пласт. Каждый из этих «пикселей» обладает собственными физическими свойствами, которые влияют на течение нефти и других жидкостей через них; это упрощает расчеты и позволяет проводить их параллельно.
Ученые испытали алгоритм на образцах нефтеносных пород, извлеченных из пласта в окрестностях Тюмени. Эксперименты доказали, что разработка российских физиков справляется с поставленной задачей несколько хуже классических алгоритмов, но при этом требует в разы меньше вычислительных ресурсов.
Исследователи считают, что эта программа также будет полезна инженерам-геологам, гидрогеологам, петрофизикам, почвоведам и всем, кому может понадобиться определение проницаемости пористых сред.
Ранее сообщалось, что России предсказали остановку роста добычи нефти.