The work objective is to build and investigate the modified adaptive method of minimum amendments (MAMMA) which is destined for the numerical simulation of the two-phase compressible fluid filtration in porous media. This approach allows overcoming the known use limitations of other methods of the finite-difference equations solution, such as: crucial differential pressures acting on the oil-and-water bearing formation; and the compressibility of the medium at the considerable gas content in the oil phase. An approximation method - an explicit one for defining the function of water saturation, and an implicit one for the pressure function computation - is selected as the research basis. When setting the initial boundary value problem and its sampling, the process of the two-phase compressible fluid filtration in the space-dimensional domain with the lateral area bounded below by the subface of stratum, and above - by the bed top, is considered. A two-layer iterative method of the variational type - a modified method of minimal amendments adapted for solving finite-difference equations of the two-phase compressible fluid with a non-selfadjoint operator under the most general assumptions on the properties of the grid-problem operator is built. It is shown that a MAMMA has the asymptotic convergence rate characteristic of the “classical” alternate triangular method that does not use the Chebyshev acceleration technique and can be applied to the problems with a self-adjoint operator. Numerical experiments have confirmed the high efficiency of MAMMA. It is established that to achieve the specified accuracy, the number of iterations at the MAMMA reduces to 3-20 times as compared to the method of Seidel and the overrelaxation method.
Целью работы является построение и исследование адаптивного метода минимальных поправок (МАММП), предназначенного для численного моделирования процессов фильтрации двухфазной сжимаемой жидкости в пористых средах. Описанный подход позволяет преодолеть известные ограничения использования других методов решения сеточных уравнений, определяемые такими условиями, как: значительные перепады давления, действующего на нефтеводоносный пласт; сжимаемость среды при значительном содержании газа в нефтяной фазе.В качестве основы исследования выбран метод аппроксимации - явный для определения функции водонасыщенности и неявный для расчета функции давления.При постановке начально-краевой задачи и ее дискретизации рассмотрен процесс фильтрации сжимаемой двухфазной жидкости в пространственно-трехмерной области с боковой поверхностью, ограниченной снизу поверхностью подошвы пласта, а сверху - поверхностью его кровли. Построен двухслойный итерационный метод вариационного типа - модифицированный метод минимальных поправок, адаптированный для решения сеточных уравнений двухфазной сжимаемой жидкости с несамосопряженным оператором при самых общих предположениях относительно свойств оператора сеточной задачи. Показано, что МАММП обладает асимптотической скоростью сходимости, характерной для «классического» ПТМ, не использующего технику чебышевского ускорения и применяемого для задач с самосопряженным оператором. Численные эксперименты подтвердили высокую эффективность МАММП. Установлено, что для достижения заданной точности число итераций при МАММП сокращается в 3-20 раз по сравнению с методом Зейделя и методом верхней релаксации.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.