Математическое моделирование процесса синтеза газогидрата при нагнетании газа в снежный массив, насыщенный тем же газом
Автор: Чиглинцева Ангелина Сергеевна
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.11, 2018 года.
Бесплатный доступ
Построена математическая модель процесса образования газогидрата в снежном массиве, в исходном состоянии насыщенном газом, при нагнетании этого же газа. Для осесимметричной задачи с протяженной областью фазовых переходов построены автомодельные решения, описывающие поля температур и давлений, а также насыщенностей снега, гидрата и газа в массиве. Показано, что в зависимости от массового расхода газа и исходного состояния системы «снег-газ» в области фильтрации можно выделить три характерных зоны: ближнюю, в которой не происходит образование гидрата и, следовательно, насыщенную газом и снегом; промежуточную, в которой условия соответствуют гидратообразованию, то есть присутствуют одновременно фазы снега, газа и гидрата; дальнюю, заполненную газом и снегом в исходных фазах. Соответственно введены две фронтальных поверхности: первая - между дальней и промежуточной зонами, где начинается переход снега в состав гидрата; вторая - между ближней и промежуточной зонами, на которой заканчивается процесс образования гидрата...
Нагнетание газа, снежный массив, осесимметричная постановка, автомодельное решение, объемная область, образование гидрата, фазовые переходы
Короткий адрес: https://sciup.org/143166055
IDR: 143166055 | УДК: 533.1:519.622:544.344 | DOI: 10.7242/1999-6691/2018.11.3.18
Mathematical modeling of synthesis of gas hydrate during its injection into a snow massif saturated with the same gas
A mathematical model of the formation of gas hydrate in a snow massif, in the initial state saturated with gas, at injection of the same gas is proposed. For the axisymmetric problem with the lengthy zone of gas hydrate formation, the self-similar solutions describing temperature and pressure fields, saturation of snow, hydrate and gas in the massif are constructed. It is shown that, depending on the mass flow rate of gas and the initial state of the «snow-gas» system, three characteristic zones can be distinguished in the filtration region: the near zone, where hydrate is not formed, and therefore it is saturated with gas and snow; the intermediate zone, in which the conditions correspond to hydrate formation, i.e. phases of snow, gas and hydrate are concurrently present; the distant zone saturated with gas and snow. Accordingly, two frontal surfaces are introduced: one - between the distant and intermediate zones, where the transition of snow into the hydrate begins, and the other - between the near and intermediate zones, where the hydrate formation process finishes...
Список литературы Математическое моделирование процесса синтеза газогидрата при нагнетании газа в снежный массив, насыщенный тем же газом
- Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра, 1992. 236 с.
- Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов. М.: Недра, 1974. 208 с.
- Бондарев Э.А., Рожин И.И., Попов В.В., Аргунова К.К. Оценка возможности подземного хранения гидратов природного газа в зоне многолетней мерзлоты//Криосфера Земли. 2015. Т. XIX, № 4. С. 64-74.
- Nakai S. Development of natural gas hydrate (NGH) supply chain//Proc. of the 25th World Gas Conf., Kuala Lumpur, Malaysia, June 4-8. 2012. Р. 367-375.
- Хасанов М.К. Исследование режимов образования газогидратов в пористой среде, частично насыщенной льдом//Т и А. 2015. Т. 22, № 2. С. 255-266.
- Гималтдинов И.К., Хасанов М.К. Математическая модель образования газогидрата при инжекции в пласт, частично насыщенный льдом//ПММ. 2016. Т. 80. Вып. 1. С. 80-90.
- Шагапов В.Ш., Нурисламов О.Р. Некоторые особенности синтеза газогидратов нагнетанием газа во влажную пористую среду//ТОХТ. 2010. Т. 44, № 3. С. 275-285.
- Шагапов В.Ш., Хасанов М.К., Мусакаев Н.Г. Образование газогидрата в пористом резервуаре, частично насыщенном водой, при инжекции холодного газа//ПМТФ. 2008. Т. 49, № 3. С. 462-472.
- Шагапов В.Ш., Мусакаев Н.Г., Хасанов М.К. Нагнетание газа в пористый резервуар, насыщенный газом и водой//ТиА. 2005. Т. 12, № 4. С. 645-656.
- Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С. О нагнетании гидратообразующего газа в снежный массив, насыщенный тем же газом, при переходе через точку плавления льда//ТиА. 2018. Т. 25, № 1. С. 89-104.
- Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С., Русинов А.А. Математическое моделирование процесса образования гидрата в пласте насыщенного снегом при нагнетании холодного газа//Вычисл. мех. сплош. сред. 2016. Т. 9, № 2. С. 173-181.
- Шагапов В.Ш., Чиглинцева А.С., Белова С.В. К теории процесса образования газогидрата в замкнутом теплоизолированном объеме, опрессованном метаном//ИФЖ. 2017. Т. 90, № 5. С. 1208-1222.
- Шагапов В.Ш., Рафикова Г.Р., Хасанов М.К. К теории образования газогидрата в частично водонасыщенной пористой среде при нагнетании метана//Теплофизика высоких температур. 2016. T. 54, № 6. C. 911-920.
- Уразов Р.Р., Чиглинцев И.А., Насыров А.А. Образование склеротических отложений гидрата в трубе для отбора газа из купола-сепаратора//ИФЖ. 2017. Т. 90, № 5. С. 1223-1231.
- Чиглинцева А.С. Автомодельное решение задачи образования гидрата в снежном массиве//Вычисл. мех. сплош. сред. 2017. Т. 10, № 2. С. 212-224.
- Шагапов В.Ш., Мусакаев Н.Г. Динамика образования и разложения гидратов в системах добычи, транспортировки и хранения газа. М.: Наука, 2016. 238 с.
- Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред: в 2 ч. М.: Наука, 1987. Ч. 1, 464 с., Ч. 2, 360 с.
- Цыпкин Г.Г. Течения с фазовыми переходами в пористых средах. М.: Физматлит, 2009. 232 с.
- Чиглинцева А.С., Шагапов В.Ш. О нагнетании гидратообразующего газа в пласт снега, насыщенный тем же газом//Труды Института механики им. Р.Р. Мавлютова УНЦ РАН. 2017. Т. 12. № 2. С. 219-226.
- Хасанов М.К., Мусакаев Н.Г., Гималтдинов И.К. Особенности разложения газогидратов с образованием льда в пористой среде//ИФЖ. 2015. Т. 88, № 5. С. 1022-1030.
- Шагапов В.Ш., Галимзянов М.Н., Запивахина М.Н. Моделирование процесса образования льда при инжекции воды в пористую среду, насыщенную льдом и газом//Вестник Башкирск. ун-та. 2013. Т. 18. № 1. С. 22-26.
