Дата публикации: 2020

Дата публикации в реестре: 2023-12-05T16:52:50Z

Аннотация:

Газовые гидраты, в которых содержится наибольшее количество метана на нашей планете, являются перспективным источником природного газа, особенно после истощения традиционных газовых месторождений, запасы в которых оцениваются примерно на 50 лет. Поэтому уже сегодня необходимо проводить исследования методов добычи газа из газовых гидратов для выбора наилучших из них и принятия в будущем обоснованных технологических и инженерных решений. Одним из таких методов является замещение метана в гидрате углекислым газом. Данная работа посвящена построению математической модели для исследования этого метода. В работе рассматривается следующий процесс: с одной стороны пористого пласта, изначально насыщенного метаном и его гидратом, закачивается углекислый газ, с противоположной стороны этого пласта происходит откачка метана и/или углекислого газа. При этом может происходить как разложение гидрата метана, так и образование гидрата углекислого газа. Данная задача рассмотрена в одномерной линейной постановке для случая отрицательных температур и газообразного диоксида углерода, т. е. в пласте могут присутствовать метан, углекислый газ, лед, гидраты метана и углекислого газа. Построена математическая модель, в основе которой лежат: законы сохранения масс метана, углекислого газа и льда; закон Дарси для движения газовой фазы; уравнение состояния реального газа; уравнение энергии с учетом теплопроводности, конвекции, адиабатического охлаждения, эффекта Джоуля – Томсона и выделения или поглощения скрытой теплоты гидратообразования. При моделировании принято, что фазовые переходы происходят в равновесном режиме и возможно полное замещение метана углекислым газом. В статье приведены результаты численных экспериментов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-31-00069.

Тип: Article

Права: open access