Математическое моделирование процесса синтеза газогидрата при нагнетании газа в снежный массив, насыщенный тем же газом
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2018.11.3.18Ключевые слова:
нагнетание газа, снежный массив, осесимметричная постановка, автомодельное решение, объемная область, образование гидрата, фазовые переходыАннотация
Построена математическая модель процесса образования газогидрата в снежном массиве, в исходном состоянии насыщенном газом, при нагнетании этого же газа. Для осесимметричной задачи с протяженной областью фазовых переходов построены автомодельные решения, описывающие поля температур и давлений, а также насыщенностей снега, гидрата и газа в массиве. Показано, что в зависимости от массового расхода газа и исходного состояния системы «снег-газ» в области фильтрации можно выделить три характерных зоны: ближнюю, в которой не происходит образование гидрата и, следовательно, насыщенную газом и снегом; промежуточную, в которой условия соответствуют гидратообразованию, то есть присутствуют одновременно фазы снега, газа и гидрата; дальнюю, заполненную газом и снегом в исходных фазах. Соответственно введены две фронтальных поверхности: первая - между дальней и промежуточной зонами, где начинается переход снега в состав гидрата; вторая - между ближней и промежуточной зонами, на которой заканчивается процесс образования гидрата. Изучено влияние массового расхода нагнетаемого газа, начальной снегонасыщенности и исходной температуры массива на протяженность объемной зоны образования гидрата, а также на величину гидратонасыщенности на границе, разделяющей ближнюю и промежуточную зоны. Установлено, что увеличение массового расхода нагнетаемого газа (текущее давление нагнетания скважины) приводит к росту протяженности объемной зоны фазовых переходов, а с ростом исходной снегонасыщенности протяженности объемной зоны образования гидрата и ближней зоны, где не происходит фазовых переходов, уменьшаются. Понижение начальной температуры снежного массива приводит к увеличению зоны гидратообразования, при этом отмечается рост доли гидрата на ближней границе.
Скачивания
Библиографические ссылки
Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра, 1992. 236 с.
Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов. М.: Недра, 1974. 208 с.
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. XIX, № 4. С. 64-74.
Nakai S. Development of natural gas hydrate (NGH) supply chain // Proc. of the 25th World Gas Conf., Kuala Lumpur, Malaysia, June 4–8. 2012. Р. 367-375.
Хасанов М.К. Исследование режимов образования газогидратов в пористой среде, частично насыщенной льдом // Т и А. 2015. Т. 22, № 2. С. 255-266.
Гималтдинов И.К., Хасанов М.К.. Математическая модель образования газогидрата при инжекции в пласт, частично насыщенный льдом // ПММ. 2016. Т. 80. Вып. 1. С. 80-90.
Шагапов В.Ш., Нурисламов О.Р. Некоторые особенности синтеза газогидратов нагнетанием газа во влажную пористую среду // ТОХТ. 2010. Т. 44, № 3. С. 275-285.
Шагапов В.Ш., Хасанов М.К., Мусакаев Н.Г. Образование газогидрата в пористом резервуаре, частично насыщенном водой, при инжекции холодного газа // ПМТФ. 2008. Т. 49, № 3. С. 462-472.
Шагапов В.Ш., Мусакаев Н.Г., Хасанов М.К. Нагнетание газа в пористый резервуар, насыщенный газом и водой // ТиА . 2005. Т. 12, № 4. С. 645-656.
Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С. О нагнетании гидратообразующего газа в снежный массив, насыщенный тем же газом, при переходе через точку плавления льда // ТиА. 2018. Т. 25, № 1. С. 89-104.
Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С., Русинов А.А. Математическое моделирование процесса образования гидрата в пласте насыщенного снегом при нагнетании холодного газа // Вычисл. мех. сплош. сред. Т. 9, № 2. С. 173-181 DOI
Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С., Белова С.В. К теории процесса образования газогидрата в замкнутом теплоизолированном объеме, опрессованном метаном // ИФЖ. 2017. Т. 90, № 5. С. 1208-1222.
Шагапов В.Ш., Рафикова Г.Р., Хасанов М.К. К теории образования газогидрата в частично водонасыщенной пористой среде при нагнетании метана // Теплофизика высоких температур. 2016. T. 54, № C. 911-920.
Уразов Р.Р., Чиглинцев И.А., Насыров А.А. Образование склеротических отложений гидрата в трубе для отбора газа из купола-сепаратора // ИФЖ. 2017. Т. 90, № 5. С. 1223-1231.
Чиглинцева А.С. Автомодельное решение задачи образования гидрата в снежном массиве // Вычисл. мех. сплош. сред. 2017. Т. 10, № 2. С. 212-224. DOI
Шагапов В.Ш., Мусакаев Н.Г. Динамика образования и разложения гидратов в системах добычи, транспортировки и хранения газа. М.: Наука, 2016. 238 с.
Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред: в 2 ч. М.: Наука, 1987. Ч. 1, 464 с., Ч. 2, 360 с.
Цыпкин Г.Г. Течения с фазовыми переходами в пористых средах. М.: Физматлит, 2009. 232 с.
Чиглинцева А.С., Шагапов В.Ш. О нагнетании гидратообразующего газа в пласт снега, насыщенный тем же газом // Труды Института механики им. Р.Р. Мавлютова УНЦ РАН. 2017. Т. 12. № 2. С. 219-226. DOI
Хасанов М.К., Мусакаев Н.Г., Гималтдинов И.К. Особенности разложения газогидратов с образованием льда в пористой среде // ИФЖ. 2015. Т. 88, № 5. С. 1022-1030.
Шагапов В.Ш., Галимзянов М.Н., Запивахина М.Н. Моделирование процесса образования льда при инжекции воды в пористую среду, насыщенную льдом и газом // Вестник Башкирск. ун-та. 2013. Т. 18. № 1. С. 22-26.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2018 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.