Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Численное моделирование зоны стабильности криогенных газовых гидратов на шельфе российской Арктики

Работа №174683

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

гидрология

Объем работы68
Год сдачи2022
Стоимость5500 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
0
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
1 Теоретические сведения 6
1.1 О газовых гидратах и зоне стабильности газовых гидратов 6
1.2 О криолитозоне российского шельфа 9
1.3 Физико-географическое описание района моря Лаптевых 10
2 Методика расчета СММП и ЗСГГ 14
2.1 Общие положения 14
2.2 Описание модели теплопроводности - «задачи Стефана» 15
2.3 Выбор и статистическое исследование палеокривых 26
2.4 О выбранном тепловом потоке 35
2.5 Построение равновесной кривой с помощью программы CSMHyd
Hydoff 37
2.6 Методика картирования 40
3 Результаты моделирования 41
3.1 Эволюция СММП и ЗСГГ для сценария «Т0» 41
3.2 Эволюция СММП и ЗСГГ для сценария «Т12» 44
3.3 Профили СММП и ЗСГГ 49
3.4 Картирование СММП и ЗСГГ на шельфе моря Лаптевых 51
3.5 Валидация результатов расчета 53
Заключение 57
Благодарности 59
Список используемой литературы 60
Приложение А. Исходный код программы «GHSZ_VNIIO» 68


Российская Федерация в начале XIX века столкнулась с рядом как новых, так вновь звучащих вызовов, требующих решения задач национальной безопасности, экономической и экологической защищенности.
Российская Арктика, приполярный шельф, находятся на пересечении всех трех вышеуказанных областей, открывая перед нами новые горизонты, новые возможности и, вместе с этим, новые риски, связанные с экстенсивным развитием добывающей промышленности.
Газовые гидраты (ГГ) представляют собой твердые кристаллические соединения низкомолекулярных газов, таких как метан и его гомологи с водой, напоминающее внешне рыхлый лед или снег. Метангидраты относятся к нетрадиционным источникам углеводородов, таким же как битуминозная нефть или нефтеносные пески. Энергетический потенциал гидратов колоссален: один кубометр метангидрата в стандартных условиях может выделить до 160 кубметров метана [1]. Поэтому за последние десятилетия к газовым гидратам интерес науки был прикован, в первую очередь, как к новому полезному ископаемому, по мере наступления прогресса доступному для добычи в коммерческих целях.
Г азовые гидраты - с одной стороны возможность нашего государства для дальнейшего энергетического доминирования на мировых рынках, с другой - опасность экологических и климатических изменений различного масштаба, вследствие того, что данные соединения чрезвычайно чувствительны к термобарическим условиям среды и находятся в зонах, зачастую подверженных изменениям климата. «Ресурсный пул» для одних и «бомба замедленного действия» для других из-за слабой изученности и отсутствия консенсуса ученых по целому ряду вопросов. Очевидно только одно: взоры научного сообщества сегодня, как никогда обращены в Арктику и на ее запасы...

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


Автором в работе установлено, что физико-географические
характеристики моря Лаптевых, его мелководный плоский шельф, сравнительно
небольшие значения теплового потока и низкие приземные температуры воздуха
в эпоху регрессии моря делают его крайне перспективным в плане развития
СММП, ЗСГГ и их сохранения в настоящее время.
В рамках работы была численно реализована и решена средствами языка
Julia задача теплопроводности – задача Стефана. Выполнено приведение кривой
палеореконструкции приземной температуры воздуха к среднемноголетней
температуре воздуха, определены субаквальные и субаэральные периоды
средствами языка Python, путем сопоставления кривых относительных
температур и эвстатических колебаний уровня реконструкции [47].
Для достижения цели по определению границ ЗСГГ автором создана
программа-робот на языке Python, позволяющая проводить быстрое построение
равновесных кривых для различных условий среды. В дальнейшем данная
программа использовалась во всех опубликованных работах по данной тематике,
легла в основу картирования ЗСГГ во всех акваториях Российской Федерации,
проводимой ФГБУ «ВНИИОкеангеология» в рамках государственного задания
по количественной оценке запасов газовых гидратов.
В работе выполнен ретроспективный прогноз масштаба и характера
распространения зоны стабильности ГГ ассоциированных с реликтовой
субмариной мерзлотой на шельфе моря Лаптевых. Приведены результаты
эволюции c увеличением глубины моря и прогнозного картирования СММП и
ЗСГГ, полученные по данным одномерного математического моделирования.
Проведено статистическое исследование кривых верхнего граничного условия...


1. Makogon, Y. & Holditch, Stephen & Perry, K.F. & Holste, James. (2004).
Gas Hydrate Deposits: Formation and Development. 10.4043/16677-MS.
2. Матвеева, Т. В. Картирование зоны стабильности газовых гидратов
в акваториях морей России / Т. В. Матвеева, А. А. Семенова, А. В. Бочкарев //
Труды IX Международной научно-практической конференции "Морские
исследования и образование (MARESEDU-2020)": Сборник, Москва, 26–30
октября 2020 года. – Москва: ООО «ПолиПРЕСС», 2020. – С. 48-50. – EDN
CNFUUL.
3. Гинсбург Г.Д., Грамберг И.С., Соловьев В.А. Геология субмаринных
газовых гидратов // Советская геология. 1990. № 11. С. 12-19.
4. «Газовые гидраты. Технологии воздействия на нетрадиционные
углеводороды» // А. Е. Воробьев, В. П. Малюков // Российский университете
дружбы народов, Москва, 2009 – с. 22-30
5. «Субмаринные газовые гидраты» // Гинсбург Г. Д., Соловьев В. А. //
ВНИИОкеангеология, СПб, 1994 – 199 с.
6. Щур, Н. А. Методические аспекты моделирования реликтовой
субаквальной мерзлоты и зоны стабильности газовых гидратов на шельфе
арктических морей / Н. А. Щур, А. А. Семенова, Т. В. Матвеева // Труды IX
Международной научно-практической конференции "Морские исследования и
образование (MARESEDU-2020)": Сборник, Москва, 26–30 октября 2020 года. –
Москва: ООО «ПолиПРЕСС», 2020. – С. 63-65. – EDN MOMMVM.
7. Yamamoto, Koji, Terao, Yoshihiro, Fujii, Tesuya, Ikawa, Terumichi,
Seki, Makoto, Matsuzawa, Maki, and Takayuki Kanno. "Operational overview of the
first offshore production test of methane hydrates in the Eastern Nankai Trough." Paper
presented at the Offshore Technology Conference, Houston, Texas, May 2014. doi:
https://doi.org/10.4043/25243-MS
8. Фильтрогенные газовые гидраты в Черном море (21-й рейс НИС
"Евпатория") / Г. Д. Гинсбург, А. Н. Кремлев, М. Н. Григорьев [и др.] // Геология
и геофизика. – 1990. – Т. 31. – № 3. – С. 10-20. – EDN UZFFDB.
9. Данилов И.Д., Коновалов А.А., Власенко А.Ю. Моделирование
воздействий трансгрессивно-регрессивных циклов развития Арктического
шельфа на формирование залежей газовых гидратов и льдов // Вестник МГУ.
Серия 4. Геология. 2001. № 5. С. 47-54
10. Соловьев В.А., Гинсбург Г.Д. Условия гидратоносности и
потенциально газогидратоносные акватории. Западно-Арктические моря.
Геология и полезные ископаемые шельфов России (атлас) / Ред. М.Н. Алексеев.
М., ГЕОС, 2004.
11. Klitzke, P., Luzi-Helbing, M., Schicks, J., Cacace, M., Jacquey, A. B.,
Sippel, J., Scheck- Wenderoth, M., Faleide, J. I. Gas Hydrate Stability Zone of the
Barents Sea and Kara Sea Region // Energy Procedia, 2016, 97, pp. 302—309.
12. Т.В. Матвеева, А.А. Семёнова, Н.А. Щур, Логвина Е.А., Назарова
О.В. Перспективы газогидратоносности Чукотского моря // Записки Горного
института. 2017. Т. 226. С. 387-396. DOI: 10.25515/PMI.2017.4.387
13. Vadakkepuliyambatta, S., Skeie, R. B., Myhre, G., Dalsøren, S. B.,
Silyakova, A., Schmidbauer, N., Lund Myhre, C., and Mienert, J. Climatic impact of
Arctic Ocean methane hydrate dissociation in the 21st-century // Earth Syst. Dynam.
Discuss.,https://doi.org/10.5194/esd-2017-110, 2017.
14. Богоявленский В.И., Янчевская А.С., Богоявленский И.В., Кишанков
А.В. Газовые гидраты на акваториях Циркумарктического региона // Арктика:
экология и экономика. 2018. № 3 (31). С. 42—55. DOI: 10.25283/2223-4594-2018-
3-42-55. 2018
15. Winsborrow M.C.M., Andreassen K., Corner G.D., Laberg J.S.
Deglaciation of a marine-based ice sheet: Late Weichselian palaeo-ice dynamics and
retreat in the southern Barents Sea reconstructed from onshore and offshore glacial
geomorphology // Quaternary Science Reviews. 2010. Vol. 29. P. 424-442;
http://dx.doi.org/10.1016/ j.quascirev.2009.10.001... 60


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ