Расчет параметров процесса нагнетания газа в насыщенный метаном и его гидратом пласт

Abstract

Deposits of gas hydrates are considered by several researchers as a promising source of hydrocarbon raw materials. For their industrial use, it is necessary to solve a number of complex problems, including the creation and justification of methods for developing gas hydrate deposits. This paper describes the various methane extraction methods from gas hydrate formations: temperature increase in the formation; artificial pressure reduction at the boundary of the hydrate-containing deposit (depressive effect on porous medium); injection inhibitors and a method of substituting CO2- CH4 in methane hydrate. In the plane-parallel approximation, the formulation of the problem of pumping a warm (with a temperature above the initial temperature of the formation) gas into a porous layer initially saturated with methane and its hydrate is presented. A mathematical model of non-isothermal gas filtration is proposed with allowance for the phase transition. A numerical study of how the volumetric flow of methane from the hydrate containing reservoir depends on the parameters of the injected coolant, the permeability, and initial hydration of the reservoir is carried out.

Залежи газовых гидратов рассматриваются рядом исследователей в качестве перспективного источника углеводородного сырья. Для их промышленного использования необходимо решить ряд сложных проблем, включая создание и обоснование методов разработки газогидратных месторождений. В работе приведено описание различных методов отбора метана из газогидратных пластов: повышение температуры в пласте; искусственное понижение давления на границе гидратосодержащей залежи (депрессионное воздействие на пористую среду); закачка ингибиторов и метод замещения CO2- CH4 в гидрате метана. В плоскопараллельном приближении представлена постановка задачи о закачке теплого (с температурой выше исходной температуры пласта) газа в пористый пласт, насыщенный в исходном состоянии метаном и его гидратом. Предложена математическая модель неизотермической фильтрации газа с учетом фазового перехода. Проведено численное исследование зависимости объемного расхода отбираемого из гидратосодержащей залежи метана от параметров нагнетаемого теплоносителя, проницаемости и исходной гидратонасыщенности пласта.