Особенности всплытия газовых пузырьков в воде в условиях стабильности гидрата и процесса извлечения газа из гидратных пластов

• Автор: Русинов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, ПОСВЯЩЕННЫХ ПРОЦЕССАМ ВСПЛЫТИЯ ГАЗОВЫХ ПУЗЫРЬКОВ В УСЛОВИЯХ СТАБИЛЬНОСТИ ГАЗОГИДРАТОВ И ИЗВЛЕЧЕНИЮ ГАЗА ИЗ ГИДРАТНЫХ ПЛАСТОВ..
1.1. Общие представления о газовых гидратах и механизмах их образования и разложения
1.2. Обзор теоретических и экспериментальных работ, посвящённых миграции газовых пузырьков в условиях стабильности гидрата..
1.2.1. Обзор экспериментальных работ
1.2.2. Обзор теоретических работ
1.3. Анализ работ, посвященных описанию методов и способов по извлечению газа из газогидратных пластов
1.3.1. Месторождения газовых гидратов
1.3.2. Обзор исследований, посвященных разработке и перспективам освоения газогидратных месторождений
1.3.3. Обзор работ, посвященных проблемам разложения газового гидрата в пористых пластах
1.4. Постановка задачи исследования
Выводы по главе
ГЛАВА 2. К ТЕОРИИ МИГРАЦИИ ГАЗОВЫХ ПУЗЫРЬКОВ В ВОСХОДЯЩЕМ ПОТОКЕ, СОПРОВОЖДАЕМЫХ ОБРАЗОВАНИЕМ ГИДРАТНОЙ ОБОЛОЧКИ НА ИХ ПОВЕРХНОСТИ
2.1. Постановка задачи и основные уравнения
2.2. Интенсивность гидратообразования в случае теплообмена с окружающей водой
2.3. Интенсивность гидратообразования в случае диффузионного переноса газа через гидратную корку
2.4. Определение скорости миграции
2.5. Начальные и граничные условия
2.6. Алгоритм численного решения
2.7. Оценка коэффициента диффузии газа через гидратную корку при сравнении численных результатов с экспериментальными данными
2.8. Результаты расчетов
Выводы по главе
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МИГРАЦИИ ГАЗОВЫХ ПУЗЫРЬКОВ В ВЕРТИКАЛЬНОМ КАНАЛЕ В УСЛОВИЯХ ГИДРАТОБРАЗОВАНИЯ
3.1. Постановка задачи и основные уравнения
3.2. Силовое взаимодействие потока со стенками канала и гидратными пузырьками
3.3. Описание интенсивности образования гидратных пузырьков в случае теплообмена с окружающей водой
3.4. Описание интенсивности образования гидратных пузырьков в случае диффузионного переноса газа через гидратную корку
3.5. Приведение уравнений к виду, удобному для численных расчетов
3.6. Численная реализация решения задачи
3.7. Результаты расчетов
3.8. Критические значения массовых расходов газа и воды для процесса
образования гидрата
Выводы по главе
ГЛАВА 4. К ТЕОРИИ РАЗРАБОТКИ ГАЗОГИДРАТНЫХ ПЛАСТОВ С УЧЕТОМ ТЕПЛОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ОКРУЖАЮЩИМИ ПОРОДАМИ
4.1. Постановка задачи и основные уравнения
4.2. Уравнения для численных расчетов
4.3. Результаты расчетов
Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

получения из них углеводородных соединений. Решению таких вопросов посвящены работы Бондарева Э.А., Макогона Ю.Ф., Басниева К.С., Дэллимора С., Гусейн-Заде М.А., Моридиса Дж., Черского Н.В. и др. [75]
Добыча метана из газогидратных пластов вызывает затруднения вследствие их твердой формы. Существующие методы опираются на диссоциацию, при которой газогидраты распадаются на газ и воду. Выделяют три основных метода разработки залежей газогидратов: разгерметизация (снижение давления), нагревание и ввод ингибитора.
Разгерметизация - наиболее перспективная сегодня технология разработки газогидратных месторождений. Ее суть состоит в искусственном снижении давления в пласте вокруг скважины [75]. Когда давление в газовом слое становится ниже, чем давление газового гидрата при фазовом равновесии, то гидратный пласт начинает распадаться на газ и воду, поглощая при этом тепло из окружающей среды [29]. При снижении объема свободного газа происходит изменение равновесия между гидратом и газом, в результате чего газогидрат продолжает выделять газ, который наполняет нижележащую полость. Разгерметизация применяется для разработки газогидратов, залегающих в породах высокой проницаемости на глубине более 700 м.
Например, в 2002 году были проведены испытания по извлечению газа снижением давления в месторождении Маллик с дебитом газа более 280 тыс. м3/сут [80].
Одними из самых известных газогидратных скоплений в мире на данный момент являются месторождения Малик (Канада) и Нанкай (Япония). Исходя из расчетных данных известно, что в первом месторождении содержится порядка 110 млрд. м3 газа [81], а во втором — до 60 трлн. м3 газа [80].
В России также существуют месторождения газогидратов. Их наличие подтверждено на дне озера Байкал, Черного, Каспийского и Охотского морей, а также на Ямбургском, Уренгойском, Мессояхском месторождениях. Также