О ПРОЦЕССЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГАЗОГИДРАТА В ПОРИСТОЙ СРЕДЕ, НАСЫЩЕННОЙ МЕТАНОМ И ЛЬДОМ

М. В. Столповский, А. С. Чиглинцева, Е. Ю. Кочанова

Аннотация


Введение В настоящее время энергетический потенциал природных газогидратов является основным стимулом для их всестороннего изучения. Оценка количества газа, содержащегося в природных гидратах, у разных исследователей колеблется в больших пределах, но все они сходятся в том, что это количество намного превосходит существующие и разведанные запасы газа. Математическое моделирование образования газогидрата при нагнетании газа в пористую среду, изначально насыщенную газом и льдом, было проведено ранее. Следует отметить, что процесс гидратообразования рассмотрен для пористых сред полубесконечной длины в автомодельном приближении. Однако все реальные пласты имеют хотя и достаточную протяженность, но все же ограничены в размерах. Поэтому автомодельные решения оказываются справедливыми только для начальных времен процесса гидратообразования, когда влияние правой границы еще не существенно. Цели и задачи: - исследовать процесс образования газогидрата в пористой среде конечной протяженности, изначально насыщенной метаном и льдом; - рассмотреть случаи гидратообразования на фронтальной поверхности и в протяженной области. Методы Математическое моделирование. Результаты На основе представленной математической модели рассмотрена задача об образовании газогидрата при нагнетании газа (метана) в пористый пласт конечной длины, изначально насыщенный метаном и льдом. Исследованы случаи, когда гидратообразование происходит как на фронтальной поверхности, так и в протяженной области. Установлено, что часть образовавшегося в протяженной области газогидрата может в дальнейшем диссоциировать, а протяженная область гидратообразования - вырождаться во фронтальную поверхность.

Ключевые слова


газовые гидраты;фазовый переход;образование и разложение гидрата;задача Стефана;закрытая граница;продувка пласта;gas hydrates;phase transition;formation and decomposition of hydrate;Stefan problem;closed boundary;reservoir blowdown;

Полный текст:

PDF

Литература


Giavarini C., Hester K. Gas Hydrates. Immense Energy Potential and Environmental Challenges. New York: Springer, 2011. 189 p.

Gudmudsson C., Borrehaug A. Frozen Hydrate for Transport of Natural Gas // Natural Gas Hydrates: Materials of the 2-nd International Conference. Toulouse, France. 1996. P. 415-422.

Shagapov V.Sh., Khasanov M.K., Musakaev N.G., Ngoc Hai Duong Theoretical Research of the Gas Hydrate Deposits Development Using the Injection of Carbon Dioxide // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017. Vol. 107. P. 347-357. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.11.034

Giavarini C., Maccioni F. Self-Preservation at Low Pressure of Methane Hydrates with Various Gas Contents // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2004. Vol. 43. Issue 20. P. 6616-6621.

Khasanov M.K. Investigation of Regimes of Gas Hydrate Formation in a Porous Medium, Partially Saturated with Ice // Thermophysics and Aeromechanics. 2015. Vol. 22. No. 2. P. 245-255. DOI: 10.1134/S0869864315020109.

Гималтдинов И.К., Хасанов М.К. Математическая модель образования газогидрата при инжекции газа в пласт, частично насыщенный льдом // Прикладная математика и механика. 2016. Т. 80. № 1. С. 80-90.

Хасанов М.К., Мусакаев Н.Г. Математическое моделирование процесса образования газогидрата при закачке диоксида углерода в насыщенный метаном и льдом пласт // Криосфера земли. 2016. Т. 20. № 3. С. 63-70. DOI: 10.21782/KZ1560-7496-2016-3(63-70).

Бондарев Э.А., Рожин И.И., Попов В.В., Аргунова К.К. Оценка возможности подземного хранения гидратов природного газа в зоне многолетней мерзлоты // Криосфера Земли. 2015. Т. 19. № 4. С. 64-74.

Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984. 208 с.

Васильев В.И., Попов В.В., Тимофеева Т.С. Вычислительные методы в разработке месторождений нефти и газа. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. 126 с.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ntj-oil-2020-6-64-75

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2020 М. В. Столповский, А. С. Чиглинцева, Е. Ю. Кочанова

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.