Бондарев Э.А.   Рожин И.И.   Аргунова К.К.  

Математическое моделирование образования гидратов при добыче природного газа

Докладчик: Рожин И.И.

Технологические режимы добычи газа в северных регионах в значительной степени определяются такими природными факторами как низкие климатические температуры и наличие мощной толщи многолетней мерзлоты. Следствием этих факторов являются осложнения, обусловленные возможностью образования гидратов как в призабойной зоне, так и в стволе скважин.
Для описания образования и отложения гидратов в скважинах и газопроводах предложена квазистационарная математическая модель, в которой движение реального газа в трубах описывается в рамках трубной гидравлики, а динамика образования гидрата – в рамках обобщенной задачи Стефана, в которой температура фазового перехода «газ – гидрат» существенно зависит от давления в потоке газа. В модели учитывается динамика изменения площади проходного сечения скважин из-за образования (диссоциации) гидрата. При этом температура окружающих скважину горных пород находится путем решения уравнения теплопроводности (сопряженная задача) с учетом фазовых переходов в зоне многолетней мерзлоты.
На примерах отбора газа из месторождений Восточной Сибири показано, что основными параметрами, определяющими динамику образования гидратов в газовых скважинах, являются глубина скважины, пластовые давление и температура, состав газа и мощность многолетней мерзлоты. Исследование выполнено методом математического моделирования.