Mathematical Model of Methane Replacement Process in Gas Hydrate with Carbon Dioxide in A Porous Layer

В работе построена математическая модель и исследуются особенности инжекции диоксида углерода в природный пласт, насыщенный в исходном состоянии метаном и
его гидратом. Рассматривается случай, при котором вследствие закачки диоксида углерода в пласте формируются две области: в первой (ближней) области поры пласта насыщены диоксидом углерода и его гидратом, а во второй (дальней) области поры пласта насыщены метаном и его гидратом. В ходе проведенного численного эксперимента было установлено, что при повышении давления на правой границе пласта, понижении проницаемости пласта или давления нагнетаемого диоксида углерода, температура пласта на фронте замещения может подниматься выше равновесной температуры разложения газогидрата метана, что соответствует возникновению границы диссоциации газогидрата на метан и воду.

Ключевые слова

газовый гидрат; пористый пласт; метан; диоксид углерода; замещение.

Литература

1. Макогон, Ю.Ф. Мессояха - газогидратная залежь, роль и значение / Ю.Ф. Макогон, Р.Ю. Омельченко // Геология и полезные ископаемые мирового океана. - 2012. - № 3. - С. 5-19.
2. Herath, D. Probabilistic Estimation of Hydrate Formation / D. Herath, F. Khan // Journal of Petroleum Science and Engineering. - 2015. - V. 135. - P. 32-38.
3. Nago, A. Natural Gas Production from Methane Hydrate Deposits Using CO2 Clathrate Sequestration: State-of-Art Review and New Technical Approaches / A. Nago, A. Nieto // Journal of Geological Research. - 2011. - URL: http://www.hindawi.i.com/jornal/jgr/2011/239397 (дата обращения 09.05.2017)
4. Parshall, J. Production Method for Methane Hydrate Sees Scientific Success / J. Parshall // Journal of Petroleum Technology. - 2012. - V. 64, № 8. - P. 50-51.
5. Аксерольд, С.М. Разработка залежей метаногидратов методом замещения метана углекислым газом (по материалам зарубежной литературы) / С.М. Аксерольд // Каротажник. - 2014. - № 8 (242). - С. 70-102.
6. Хасанов, М.К. Разложение газогидрата метана в пористой среде при инжекции теплого углекислого газа / М.К. Хасанов, В.Ш. Шагапов // Инженерно-физический журнал. - 2016. - № 5. - С. 1129-1140.
7. Shagapov, V.Sh. Theoretical Research of the Gas Hydrate Deposits Development Using the Injection of Carbon Dioxide / V.Sh. Shagapov, M.K. Khasanov, N.G. Musakaev, Ngoc Hai Duong // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2017. - V. 107. - P. 347-357.
8. Бык, С.Ш. Газовые гидраты / С.Ш. Бык, Ю.Ф. Макогон, В.И. Фомина - М.: Химия, 1980.
9. Tsypkin, G.G. Formation of Carbon Dioxide Hydrate at the Injection of Carbon Dioxide into a Depleted Hydrocarbon Field / G.G. Tsypkin // Fluid Dynamics. - 2014. - V. 49, № 6. - P. 789-795.
10. Khasanov, M.K. Investigation of Regimes of Gas Hydrate Formation in a Porous Medium, Partially Saturated with Ice / M.K. Khasanov // Thermophysics and Aeromechanics. - 2015. - V. 22, № 2. - P. 255-265.
11. Хасанов, М.К. Особенности разложения газогидратов с образованием льда в пористой среде / М.К. Хасанов, Н.Г. Мусакаев, И.К. Гималтдинов // Инженерно-физический журнал. - 2015. - Т. 88, № 5. - С. 1022-1031.
12. Шагапов, В.Ш. Особенности разложения газовых гидратов в пористых средах при нагнетании теплого газа / В.Ш. Шагапов, М.К. Хасанов, И.К. Гималтдинов, М.В. Столповский // Теплофизика и аэромеханика. - 2013. - Т. 20, № 3. - С. 347-454.
13. Шагапов, В.Ш. Численное моделирование образования газогидрата в пористом пласте конечной протяженности при продувке его газом / В.Ш. Шагапов, М.К. Хасанов, И.К. Гималтдинов, М.В. Столповский // Прикладная механика и техническая физика. - 2011. - Т. 52, № 4. - С. 116-126.