Том 335 № 6 (2024)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/6/4422

Влияние газа, возникающего при разложении газового гидрата, на фильтрационные свойства донных отложений арктического шельфа. Лабораторное моделирование

Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью изучения механизма фильтрации газа (метана), возникающего в процессе разложения газогидратных образований, в толще донных отложений. Данный процесс проявляется в массированных выбросах пузырькового метана на обширных мелководных участках арктического шельфа России и потенциально может привести к изменению баланса атмосферного метана – важнейшего парникового газа. Целью настоящей работы было в рамках задачи о транспорте газа в донных отложениях количественно исследовать влияние свободного и связанного газа в порах на нелинейность фильтрационных течений. Методы. Исследования проводились с использованием модельных образцов с фильтрационными свойствами, близкими к свойствам донных пород Восточно-Сибирского Арктического шельфа. В ходе испытаний в насыщенный модельный образец закачивалось определённое количество газа, после чего производилось измерение его эффективной проницаемости в процессе медленного спада градиента порового давления. Полученная кривая интерпретировалась в рамках модели порогового градиента. Результаты. Были получены кривые зависимости величины порогового градиента от газонасыщенности для нескольких образцов. Установлено, что пороговый градиент линейно растёт с увеличением доли газа в поровом пространстве. Уже при доле газа порядка 0,02 эта величина в опытах достигает 0,01 МПа/м, что соответствует гидростатическому градиенту давления в воде. Это может говорить о том, что области среды даже с небольшой газонасыщенностью могут быть непроницаемыми для конвективных потоков флюида. Эту возможность необходимо учитывать при создании моделей транспорта пузырькового газа через толщу пород донных отложений. Кроме того, существование газонасыщенных зон с пороговыми градиентами может существенно повлиять на вид вертикального профиля порового давления и привести к переоценке глубины зоны стабильности газового гидрата.

Ключевые слова:

проницаемость, пороговый градиент, нелинейность течения, разложение газового гидрата, арктический шельф

Авторы:

Николай Александрович Барышников

Пётр Евгеньевич Зенченко

Сергей Борисович Турунтаев

Скачать pdf