Фильтрация с фазовыми переходами при нагнетании воды или газа в пористую среду

• Автор: Запивахина, Марина Николаевна
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Введение
Оглавление

ГЛАВА I. ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ ТЕЧЕНИЯ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ, СОПРОВОЖДАЕМЫЕ ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ
1.1. Анализ работ, посвященных исследованию течений с фазовыми переходами вода-лед в пористых средах

1.2. Общие сведения о газогидратах

1.3. Исследования, посвященные изучению свойств, строения газогидратов

и их роли в природных процессах

1.4. Исследования, посвященные описанию методов и способов образования и разложения газогидратов в пористых структурах

Выводы по главе

ГЛАВА II. ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА С ФАЗОВЫМИ ПЕРЕХОДАМИ ЛЕД-ВОДА В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ

2.1 Плавление льда в пористой среде, насыщенной льдом и газом, при инжекции теплой воды
2.1.1 Постановка задачи и основные уравнения
2.1.2 Результаты расчета
2.2 Образование льда в холодной пористой среде при инжекции теплой воды
2.2.1 Постановка задачи и основные уравнения
2.2.2 Результаты расчета
2.3 Образование льда при инжекции теплой воды в холодную пористую среду, насыщенную льдом и газом
2.3.1 Постановка задачи и основные уравнения
2.3.2 Результаты расчета
Выводы по главе
ГЛАВА III. РАЗЛОЖЕНИЕ ГАЗОГИДРАТОВ ПРИ НАГНЕТАНИИ ГАЗА В ПОРИСТЫЙ ПЛАСТ
3.1 Постановка задачи и основные уравнения
3.2 Результаты расчетов
Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Поведение пористых сред, насыщенных многофазными средами, при внешнем воздействии (тепловом, электромагнитном, акустическом и др.) и происходящие вследствие этого процессы представляют как теоретический, так и практический интерес. Методы математического моделирования процессов, связанных с фазовыми переходами вода-лед, находят применение при проектировании инженерных сооружений, разработки способов добычи полезных ископаемых, прогнозировании различных природных явлений и аварий. Опыт показывает, что физико-химические свойства грунтов и пород зависят от количества содержащихся в них льда и воды. В связи с этим особо важным является изучение механизма влагопереноса в промерзающих и протаивающих грунтах.
Все возрастающий интерес к проблеме газогидратов связан с признанием того факта, что в перспективе природные газогидраты могут стать новым источником природного газа благодаря значительным ресурсам, неглубокому залеганию и концентрированному состоянию в них газа. Кроме того, процесс разложения газогидратов играет важную роль в глобальных природных процессах. За последние десятилетия накоплен большой объем информации по распространению скоплений газа в твердом газогидратном состоянии. Имеются сведения о более чем двухсот газогидратных залежей, выявленных как в недрах Земли, так и на дне Мирового океана и распространенных по всему миру [19, 26, 39, 52], доступные большинству стран мирового сообщества. Потенциальные ресурсы гидратированного газа оцениваются специалистами в 1.5x1016 м3 [15, 51, 53]. К настоящему времени разведанные запасы углеводородного сырья (в основном метана) в газогидратном виде весьма велики и заметно превышают запасы природного газа в свободном состоянии [70, 64]. В связи с этим за последние годы резко возрос интерес к исследованиям и разработкам технологий, позволяющих

В работе Васильева В.И., Попова В.В., Цыпкина Г.Г. [16] численно исследуется фронтальная задача о разложении газогидрата в пористой среде при отборе газа. Проведено сравнение результатов численного моделирования и аналитического решения, полученного без учета конвективного слагаемого в уравнении энергии. Показано, что в высокопроницаемых пластах и при больших перепадах давления учет конвективного слагаемого значительно влияет как на распределение температуры в пласте, так и на положение фронта диссоциации газогидрата. Исследовано влияние начальных значений давления и температуры пласта на режим разложения газогидрата. Показано, что фронтальный режим реализуется в низкотемпературных пластах с большим пластовым давлением.
В работе Шагапова В.Ш., Мусакаева Н.Г., Хасанова М.К. [88] рассмотрены особенности образования гидрата при нагнетании газа в пористый пласт, заполненный в исходном состоянии газом и водой. Получены критические условия, разделяющие режимы гидратообразования по фронтальной поверхности и в объемной зоне.
В работе Шагапова В.Ш., Чиглинцевой A.C., Сыртланова В.Р. [90] исследована модель извлечения газа из состава газогидратного массива, находящегося на дне, посредством циркуляции теплой воды в газогидратном массиве и описано движение двухфазного потока в системе труб. Выявлены оптимальные режимы, соответствующие максимальной интенсивности разложения гидрата.
В работе Нурисламова O.P. [61] установлено, что нагнетание газа во влажную пористую среду может происходить в четырех режимах. Получены критические условия, разделяющие эти режимы. Показано, что гидратообразование в объемной области протекает с повышением температуры пористой среды.
В работе Шагапова В.Ш., Хасанова М.К., Гималтдинова И.К., Столповского М.В. [89] проведено моделирование процесса образования газогидрата в частично насыщенной водой области пористой среды конечной

! V f
if 7* "i 'Ti*' | ' r