Наименование конкурса: Конкурс на грантовое финансирование исследований молодых ученых по проекту «Жас ғалым» на 2024-2026 годы.

Руководитель проекта: Тураров Аманкельды Кабдыгалиевич, cпециалист в области математики и численное решение газо-гидродинамических процессов.

Идентификаторы:

• Scopus Author ID: 57190938508 (https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57190938508 ),
• ORCID: 0000-0002-0732-0045 (https://orcid.org/0000-0002-0732-0045 ).

Исследовательская группа проекта

Аннотация проекта

Изучение процессов разработки месторождений имеет важное практическое значение в нефтегазовой отрасли в связи с необходимостью совершенствования методов увеличения добычи. Одним из наиболее эффективных и экономичных методов нефтедобычи является метод газлифта, который играет важную роль после фонтанного процесса. Основной характеристикой газлифтных скважин является зависимость дебита скважины от объемного расхода закачиваемого газа.

Основным подходом к проведению исследований является применение вариационного метода, который сводит задачу к решению сопряженной задачи. Решение сопряженной задачи определяет двойственное значение градиента минимизирущего функционала. Для определения оптимального значения давления будет применен градиентный итерационный метод. Для численного решения будет  построена монотонная разностная схема типа TVD для нелинейных уравнений гиперболического типа. Будут исследованы вопросы аппроксимации, устойчивости и сходимости разностных схем для основной и сопряженной задачи. Для исследования устойчивости используются метод априорных оценок и метод гармоник. Разработанная разностная схема будет численно реализована на адаптивной криволинейной сетке. Будет построен алгоритм построения подвижных адаптивных сеток сгущающихся на подвижных границах фаз сред газлифтной скважины. Вычислительные эксперименты на основе проведенных исследований будут проведены для проверки двух гипотез. Первая гипотеза связана с проверкой адекватности предлагаемой вычислительной модели движения жидкости и газа в газлифтной скважине. Вторая гипотеза связана с проверкой адекватности решения задачи оптимального управления.

Значимость проекта в национальном масштабе связана с разработкой новых эффективных алгоритмов определения оптимальных параметров закачки газа в скважину, которые могут быть использованы как уже разрабатываемым нефтегазодобывающим месторождениям, так и для повторной разработки месторождений, которые уже считались неразрабатываемыми.

Цель проекта - совершенствование математической модели газлифтного процесса для оптимизации добычи нефти вторичными методами, а также разработка и теоретическое исследование вычислительных методов для задачи многофазной динамической модели газлифтного процесса.

Ожидаемые и достигнутые результаты проекта:

В результате выполнения проекта ожидаются следующие результаты: 

• Разработка метода нахождения оптимальных решений для линейной задачи с граничным управлением;
• Разработка алгоритма нахождения решения задачи оптимизации с граничным управлением в дискретном и непрерывном случае.
• Разработка метода нахождения решения для задачи оптимального граничного управления с неразделенным краевым условием в дискретном и непрерывном случае.
• Исследование вопросов устойчивости, сходимости и решения дискретных аналогов газлифтных задач.
• Численная реализация алгоритма решения задачи газлифтных скважин и в подобластях.
• Численный методы решения одномерной и двумерной задачи и в подобластях.
• Создание компьютерных программ для численной реализации разработанных алгоритмов решения газлифтных задач (в том числе с использованием суперкомпьютерных вычислительных технологий).

Инфографика