T. 329, №1 , 2018 г.

Инжекция углекислого газа в газогидратный пласт

Актуальность исследования связана с новым подходом к добыче природного газа из газогидратного пласта, который имеет ряд преимуществ перед предшествующими методами. Предложенные ранее методы предполагали закачку тёплой воды или понижение давления, что вело к высоким энергозатратам, выделению попутных продуктов (вода и песок), а также к разрушению дна. Предложенный метод замещения диоксидом углерода метана не только не имеет описанных выше недостатков, но и может рассматриваться как способ консервации диоксида углерода. Цель: исследовать особенности замещения метана на диоксид углерода в газогидратном пласте при инжекции углекислого газа; провести численный эксперимент, в ходе которого установить влияние основных параметров системы на давление и температуру пласта. Объекты: газогидратный пласт конечной протяженности, давление и температура которого в начальный момент времени соответствуют условиям стабильного существования газогидрата. Методы. Построена математическая модель замещения метана на углекислый газ в газогидрате, учитывающая конечную протяженность пласта. Для описания процессов тепломассопереноса в пористой среде использована система уравнений, включающая законы сохранения масс, энергии, закон Дарси, уравнение состояния. Результаты. Построена математическая модель нагнетания диоксида углерода в пласт, насыщенный метаном и его гидратом. Проведенный численный эксперимент показал, что в определенном диапазоне значений параметров, характеризирующих нагнетаемый газ и начальное состояние пласта, полученная температура пласта в области, насыщенной газогидратом метана, ниже равновесной температуры разложения газогидрата метана, которая соответствует вычисленному распределению давления. При понижении давления нагнетаемого диоксида углерода или увеличении давления пласта значение температуры пласта поднимается выше значения равновесной температуры диссоциации метаногидрата. Это ведет к возникновению промежуточной области, насыщенной метаном и водой.

Ключевые слова:

гидрат метана, диоксид углерода, гидратообразования, пористые пласты, замещение, газогидратные пласты, углекислый газ, инжекция, электронный ресурс

Авторы:

Хасанов Марат Камилович

Столповский Максим Владимирович

Кильдибаева Светлана Рустамовна

Гималтдинов Ильяс Кадирович

Скачать PDF