Содержание к диссертации
ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ГАЗОВЫМ ГИДРАТАМ И
ПРОБЛЕМАМ ИХ РАЗЛОЖЕНИЯ В ПОРИСТЫХ СРЕДАХ 7
Строение гидратов природных газов 7
Фазовые равновесия, состав и свойства газовых гидратов 11
Газовые гидраты в дисперсных породах 16
Работы, посвященные исследованию разложения газогидратов....22
ГЛАВА 2. ЗАКАЧКА ГОРЯЧЕГО ГАЗА В ПОРИСТУЮ СРЕДУ 29
Основные уравнения и допущения 29
Плоскоодномерная задача о закачке газа в пористую среду 31
Радиально-симметричная задача о закачке газа в
пористую среду 36
Выводы по второй главе 42
ГЛАВА 3. ЗАДАЧА О ЗАКАЧКЕ ГОРЯЧЕГО ГАЗА В ПЛАСТ, ЧАСТИЧНО
ЗАПОЛНЕННЫЙ ГАЗОГИДРАТОМ 43
Основные уравнения и допущения 43
Плоскоодномерная задача о закачке горячего газа в
гидратосодержащии пласт 46
3.3. Радиальная задача о закачке горячего газа в гидратосодержащии
пласт 62
Выводы по третьей главе 74
ГЛАВА 4. ЗАДАЧА О РАЗЛОЖЕНИИ ГАЗОГИДРАТА ПОД
ВОЗДЕЙСТВИЕМ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ 76
4.1. Плоскоодномерная задача о разложении газогидрата в пористой
среде под воздействием СВЧ-излучения 76
Радиально-симметричная задача о разложении газогидрата в пористой среде под воздействием теплового излучения 90
Радиально-симметричная задача о разложении газогидрата в пористой среде под воздействием СВЧ-излучения 96
Выводы по четвертой главе 108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО
ЛИТЕРАТУРА 111
Введение к работе
Актуальность темы. Процесс разложения газогидратов в пористых средах представляет как теоретический, так и практический интерес. Во-первых, газогидраты имеют физические особенности, приводящие к новым задачам, в том числе и для теории фильтрации, во-вторых, известно, что огромные запасы природного газа находятся в гидратном состоянии. Кроме того, при длительной эксплуатации газовых месторождений происходит засорение призабойных зон пластов из-за образования твердых газогидратных отложений. В связи с этим возникает проблема очистки скважин и коллекторов от «склеротических бляшек». Исследованию фронтового разложения гидратов, в исходном состоянии сосуществующим со свободным газом в пласте были посвящены работы Н.Н. Веригина, И.Л. Хабибуллина, Г.А. Ха-ликова [16, 62, 63] (1980 г.). Учет движения жидкой фазы для фронтового линейного разложения газогидратов был осуществлен в работах Г.Г. Цыпкина. Процессу разложения газогидрата, насыщающего пористый объем при нагреве через непроницаемые для продуктов разложения границы, была посвящена работа В.Ш Шагапова, Л.А. Насыровой [71].
Оригинальные теоретические задачи, представленные в данной работе, служат основой как для дальнейшего развития теории фильтрации, сопровождаемой фазовыми переходами, так и для практических рекомендаций при разработке мер по добыче газа из газогидратных пластов.
В связи с этим появляется необходимость в создании теоретических основ подсчета и оценок запасов газа в газогидратных месторождениях, разработки комплекса мер по добыче газа из газогидратных залежей, а также для предупреждения и борьбы с осложнениями, связанными с гидратными отложениями в призабойной зоне газодобывающих скважин.
Целью работы явилось теоретическое исследование особенностей разложения гидратов, сосуществующих с газом, в пористой среде, что включало в себя изучение разложения газовых гидратов при закачке в пласт горячего
газа, под воздействием теплового и сверхвысокочастотного электромагнитного излучений.
Научная новизна работы состоит в получении автомодельных решений для плоскоодномерной и радиально-симметричной задач разложения газовых гидратов, насыщающих пористые среды, при различных способах воздействия тепловыми источниками. Исследованы закономерности разложения гидратов в зависимости от исходных параметров пористой среды. Проанализировано влияние параметров закачки горячего газа, мощности излучения на давления и температуры, устанавливающиеся в зоне разложения.
Практическая ценность. Полученные результаты представляют теоретическую основу для создания и совершенствования технологий очистки газопроводов и призабойных зон газовых пластов от газогидратных отложений, а также при эксплуатации газогидратных месторождений.
Достоверность полученных результатов базируется на использовании фундаментальных законов теории фильтрации и обоснована согласованием новых решений с ранее известными, сравнением с результатами других исследователей в некоторых частных случаях, а также сопоставлением с экспериментальными данными.
Апробация работы. Результаты исследования докладывались и обсуждались на следующих конференциях и научных школах:
Всероссийская научная конференция «Физика конденсированного состояния», Стерлитамак, 1997 г.
Школа-семинар по механике многофазных систем под руководством академика AHA А.Х. Мирзаджанзаде, Уфа, 1999 г.
VIII Четаевская международная конференция «Аналитическая механика, устойчивость и управление движением», Казань, 2002 г.
Международная научная конференция "Спектральная теория дифференциальных операторов и родственные проблемы", Стерлитамак, СГПИ, 24 - 28 июня 2003 г.
- Всероссийская научная конференция "Современные проблемы физики и математики", Стерлитамак, 16-18 сентября 2004 г.
Кроме того, результаты работы докладывались на научных семинарах кафедры математического анализа СГПИ под руководством профессоров К.Б. Сабитова и И.А. Калиева, кафедры ПММ СГПИ под руководством члена-корреспондента АН РБ В.Ш. Шагапова, кафедры теоретической физики СГПИ под руководством профессора А.И. Филиппова.
Основные результаты диссертации опубликованы в 8 работах.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю -члену - корреспонденту АН РБ, доктору физико-математических наук, профессору Владиславу Шайхулагзамовичу Шагапову, и научному консультанту - доктору технических наук, профессору Александру Ивановичу Филиппову за постоянное внимание к работе, обсуждение и ценные замечания.
