ОГЛАВЛЕНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ 39
4.1. Одновременное тепловое и депрессионное воздействие на гидратонасыщенный пласт 39
4.2. Раздельное тепловое и депрессионное воздействие на
гидратонасыщенный пласт 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 50
Легкие углеводороды, такие как метан, этан и пропан, играют важную роль в мировой экономике. Они используются как топливо для отопления, производства электроэнергии и транспорта. Также легкие углеводороды используются как сырье для производства широкого спектра продуктов, таких как пластик, удобрения и химические вещества.
Благодаря своей сетчатой структуре единичный объём гидрата может содержать в себе до 180 объёмов газа. Это делает газогидраты потенциально очень значимым источником топлива в будущем. Оценки показывают, что мировые запасы углеводородов в гидратах могут составлять от 1,8-105 до 7,6-109 км3.
Математическое моделирование гидратонасыщенного пласта является важным инструментом для исследования процессов образования и диссоциации газогидратов в пористых средах в процессе разработки. Это может помочь определить оптимальные условия для добычи газа из газогидратных месторождений и предотвратить возможные осложнения при бурении скважин в льдо- и газогидратосодержащих породах. В будущем это может привести к более эффективному использованию ресурсов газогидратных месторождений и улучшению технологий добычи газа.
Целью данной работы является моделирование и анализ состояния гидратонасыщенной залежи при различных начальных параметрах и режимов работы добывающей скважины.
Для выполнения цели были поставлены следующие задачи:
• Усовершенствование физико-математической модели неизотермической фильтрации газа или газожидкостной смеси при учёте разложения газогидрата в пористой среде и добыче газа при нагреве гидратосодержащих пород вблизи ствола скважины.
• Создание алгоритма численной реализации математической модели, описывающей в одномерном приближении процесс воздействия теплом и на залежь, содержащую в начальном состоянии метан и одноименный гидрат.
• Исследование режима распада гидрата газа и распределения параметров в рассматриваемой области при изменении характеристик системы «поровое пространство - насыщающий флюид» и температуры на границе пористого пласта.
• Установление особенностей гидродинамических и тепломассо-обменных процессов, возникающих при добыче газа из пористого пласта, который в начальном состоянии содержит метан и одноименный гидрат, при повышении температуры и снижении давления на скважине.
В представленной работе проведено математическое моделирование и анализ состояния гидратонасыщенного коллектора при различных распределениях начальных параметров и режимов работы добывающей скважины.
Представлен численный метод решения уравнений реализованной одномерной физико-математической модели неизотермической фильтрации при тепловом воздействии на поровое пространство и одновременном или раздельном отборе газа, учитывающая разложение или образование газового гидрата в коллекторе.
Основные выводы и полученные результаты могут быть сформулированы следующим образом:
1. Развитие физико-математической модели тепло- и массопереноса, при разгерметизации и нагреве порового пространства вблизи скважины, при неизотермической фильтрации, учитывающей следующий факторы:
• движение в коллекторе газа и воды;
• образование или разложение гидрата;
• свойства реального газа;
• эффект дросселирования газа;
• эффект адиабатического расширения газа.
2. Для случая одновременного теплового и депрессионного воздействия на гидратосодержащую залежь расчётным путём доказано, что разложение газогидрата происходит только на фронтальной поверхности, разделяющий области пласта, которые насыщены газом и водой или газом и одноименным гидратом. Показана стабильная протяжённость зоны, в которой газовый гидрат разлагается, т. е. протяжённость зоны, насыщенной газогидратом, за длительный промежуток времени меняется незначительно.
3. Для случая раздельного воздействия теплом и снижением давления на коллектор расчётным путём доказано, что происходит прорыв фронта диссоциации и снижении общего значения насыщенности гидратом залежи. Показано, что при такой комбинации типов воздействия на залежь протяжённость зоны газогидрата не стабильна. Так при минимальном значении начальной гидратонасыщенности происходит стремительно разложение гидрата, однако при увеличении значения насыщенности коллектора гидратом темпы разложения газогидрата уменьшаются.
