Выпуск:
2016. Том 2. №2Об авторах:
Столповский Максим Владимирович, кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры физики, Уфимский государственный нефтяной технический университет; s_maxim.pmm@mail.ruАннотация:
Проведено численное моделирование процесса образования газогидрата в результате нагнетания холодного газа в пористую среду, изначально насыщенную газом и водой. Особенностью математической модели этой задачи является не только учет фазовых переходов, но и учет массопереноса в пористой среде. Необходимость учитывать движение газа в пористой среде усложняет задачу, т. к., хотя она и сводится к задаче Стефана, здесь температура фазового перехода зависит от давления. Эта особенность является существенной, поскольку, как показано в работах, это приводит к возникновению ситуации, когда фазовые переходы реализуются в протяженной области.
Для получения решений, адекватно описывающих рассматриваемый процесс для последующих этапов времени, возникает необходимость в построении численных схем, пригодных для пластов конечной протяженности. Алгоритмы сквозного счета особенно широко применяются для многомерных задач, однако точность расчета значения температуры и положения границы раздела фаз сильно зависит от параметра сглаживания, определение которых часто затруднительно. В данной работе для решения задачи используется метод ловли фронта в узел пространственной сетки. При этом аналитические решения задач в автомодельном приближении используются для тестирования численных алгоритмов, основанных на данном методе.
В статье показано, что в зависимости от параметров нагнетаемого газа образование гидрата может происходить как на фронтальной поверхности, так и в протяженной области. В первом случае образование гидрата происходит без нагрева среды, а во втором сопровождается ее нагревом, причем его величина увеличивается с ростом давления нагнетаемого газа. Численными расчетами установлено, что режим с нагревом пористой среды реализуется в высокопроницаемых пластах в тех случаях, когда величина давления нагнетаемого газа превышает величину равновесного давления, соответствующего исходной температуре пласта.
Ключевые слова:
Список литературы:
