Особенности процесса разложения газовых гидратов в пористых средах

• Автор: Вольф, Альберт Альбертович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Содержание

Список обозначений
Введение
Глава 1. Моделирование процесса диссоциации газовых гидратов в пористых средах
1.1. Общие сведения о газовых гидратах
1.2. Термодинамические аспекты равновесия системы
газ - вода в области гидратообразования
1.3. Основные подходы к моделированию задач с фазовыми переходами в насыщенных пористых средах
1.4. Математическая модель процесса разложения гидратов
в пористых пластах
1.5. К выводу уравнения притока тепла в насыщенной
пористой среде
Глава 2. Анализ условий существования газовых гидратов в природных пористых средах
2.1. Гидратообразование в пористой среде
2.2. Анализ устойчивости двухфазного состояния
гидрат + газ в пористой среде
2.3. Анализ устойчивости состояния трехфазного
равновесия в пористой среде
2.4. Анализ зависимости температуры от гидратонасыщенности для состояния трехфазного равновесия в пористой среде

Глава 3. Численное исследование процесса разложения гидратов метана в пористых средах
3.1. Разностная схема расчета задачи о разложении газогидратов
3.2. Тестовые задачи
3.3. Режимы разложения газовых гидратов в пористой
среде, насыщенной гидратом, газом и водой
3.4. Особенности разложения газогидратов в пористой
среде, насыщенной гидратом и газом
Глава 4. Прикладные задачи, связанные с разложением газовых гидратов в природных пластах
4.1. Некоторые физические эффекты, сопровождающие
разложение газогидратов в пористых средах
4.2. Анализ возможной причины аварийных ситуаций
на скважинах в зоне вечной мерзлоты
Глава 5. Анализ возможного сценария образования придонных ледяных бугров на шельфе Печорского моря
5.1. Постановка задачи о промерзании пористой среды
при фильтрации неидеального газа
5.2. Анализ процесса образования льда в зонах трещиноватости
за счет адиабатического расширения газа
5.3. Льдообразование в придонных отложениях
за счет эффекта Джоуля - Томсона
Заключение
Список литературы

Список обозначений
с - массовая концентрация компонента в растворе,
С - теплоемкость при постоянном давлении, h - энтальпия,
f - фазовая (относительная) проницаемость, m - пористость,
М - молярная масса, р - давление,
R - универсальная газовая постоянная, t - время,
L - характерный размер задачи,
Т - температура, и - внутренняя энергия, v - среднемассовая скорость, х - координата, q - тепловой поток.
Греческие символы
к - абсолютная проницаемость пористой среды, а - объемное содержание ц - динамическая вязкость,
X - скрытая теплота фазового перехода,
р - приведенная плотность,
р 0 - истинная плотность,
s - коэффициент Джоуля-Томпсона,
т к - тензор сдвиговых напряжений или девиатор,
X - коэффициент теплопроводности.
Т- скрытая теплота фазового перехода вода-лед,
Нижние индексы
g, h, 1, г, ice - газовая, гидратная, водная фазы, пористая матрица, лед, j - индекс j - й фазы, с - критическое значение,
О - начальные значения, b - граничные значения,
* - равновесное значение.

уравнении (1.6), а=0 и Ь=0) при значениях параметров системы, которые приведены в таблице 4.
Таблица 4. Значения параметров системы.
Параметр Значение
гидрат вода метан Горная порода
Динамическая вязкость, и, мПа-с 1.8 0.018
Плотность, р, кг/см3 900 1000 2500'
Начальное объемное содержание, а,0 0.2 0.025 0
Теплоемкость, С, Дж/кг-К 2500 4200 3000 2000
Теплота плавления, %, Дж/кг 5-105
Газовая постоянная, И, Дж/кг-К 520
Молярная масса, М, кг/моль 0.016
Критическое давление, рс, МПа 4.64
Критическая температура, Тс, К 190.7
Критическая плотность, рс, кг/м3 162
Константы фазовых проницаемостей п3=1.5 п2=1.5 П]
Константы фазового равновесия, К А=9.9, В=128
Эффективное теплосодержание, Н, Дж/м3-К 3-106
Эффективный коэффициент теплопроводности, X, Вт/м-К 1.5
В случае идеального газа коэффициент Джоуля - Томсона равен нулю (е=0). Анализ соотношения (2.4),, показал, что в рассматриваемом
диапазоне температур 273°К < Т8 < 383°К и давлений
р* (Т) < р5 < 109 Па (состояние гидрат - газ возможно только при давлениях больше равновесного) для совершенного газа всегда значение дискриминанта Э>0. Пример зависимости 13 от давления при Т5