Введение к работе
Актуальность темы. В последнее время возрос интерес к исследованию газовых гидратов в пористых средах, что связано образованием гидратов при разработке газовых месторождений, а также с тем, что на суше и в акватории Мирового океана сосредоточены значительные запасы природного газа в пщратном состоянии.
Физической основой добычи газа из газогндратных залежей и методов борьбы с гидратообразованнем является разложение (диссоциация) гидрата на газ и воду, которое рассматривается как фазовый переход первого рода. Традиционными методами разложения газопщратов является изменение термодинамических условий (давления, температуры и химических потенциалов) в газогндратных средах, которое достигается понижением давления при депрессионном воздействии, повышением температуры за счет нагрева и использованием ингибиторов гидратообразования.
Газовые гидраты являются нестехиометрическими соединениями, поэтому на основе существующей в рамках классической статистической физики теории строения газогндратов возможна десорбция молекул газа из гидрата. Вследствие этого является актуальным исследование процесса десорбции газа из гидрата, как стадии, предшествующей диссоциации гидрата на газ и воду и реализуемого при депрессионном воздействии на газогидратную систему.
В последние годы интенсивно разрабатываются проблемы, связанные с исследованием возможностей использования высокочастотного (ВЧ) электромагнитного поля (ЭМП) для интенсификации различных физических и технологических процессов. Применительно к газошдратным средам воздействие ВЧ ЭМП можно рассматривать в двух аспектах.
Во-первых, ВЧ ЭМП как внешнее поле изменяет равновесные условия в системе газ - іазогидрат и представляет интерес определить эти изменения количественно. С другой стороны для диэлектрических сред, каковыми являются газогндраты, нагрев ВЧ ЭМП, в определенных условиях яшмется более эффективным чем традиционные методы нагрева, в частности электромагнитный нагрев обеспечивает более высокую скорость нагрева.
Цепь работы. Исследование термогидродинамических особенностей поведения газогидратных сред (десорбции газа из газогидрата, смещения кривой фазового равновесия, режимов нагрева) при депрессионном и электромагнитном воздействиях.
Научная новизна. На основе предложенной физико математической модели исследованы особенности процесса десорбции газа из газового гидрата в газ - газогидрагной системе.
Проведено теоретическое исследование влияния ВЧ электромагнитного поля на равновесные характеристики гидратов. Получены выражения для степеней заполнения газогидрата, находящегося в ЭМП в области дисперсии диэлектрических характеристик и для кривой фазового равновесия газ - газогидрат при воздействии ВЧ ЭМП.
Исследована термогидродинамическая модель призабойной зоны газового пласта при воздействии ВЧ ЭМП с целью предотвращения подратообразования. Подучено выражение для определения оптимальной мощности электромагнитного воздействия.
Исследован нагрев электромагнигным полем составных сред со скачком электрофизических свойств в случае неподвижной границы раздела между средами, а также при наличии подвижной границы раздела (Стефановская модель фазового перехода). Частным случаем таких сред является система газогидрат - газ.
Практическая ценность работы. Выяснено, что в начальной стадии процесса депрессии возможна разработка газ - газогидратной залежи в режиме десорбции, при этом более эффективным является увеличение скорости отбора газа, поскольку в этом случае система больше остается в области стабильности гидрата.
Результаты исследований по воздействию электромагнитного поля на газогидратные системы могут быть использованы при определении оптимальных технологических показателей процесса разложения газогидратов.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на 7 научных конференциях и семинарах, среди которых: научный семинар "Методы механики сплошной среды в теории фазовых переходов" (Киев, 1990); школа - семинар по проблемам трубопроводного транспорта" (Уфа, 1990 г.); IX Республиканская научно - техническая конференция молодых ученых и специалистов по проблемам сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам
(Уфа, 1991 г.); І Научная конференция молодых ученых - физиков Республики Башкортостан (Уфа, 1994 г.); Всероссийская научно-техническая конференция "Проблемы нефтегазового комплехса России" (Уфа, 1995 г.); Международная конференция "Комплексный анализ, дифференциальные уравнения и смежные вопросы'' (Уфа, 1996 г.), научная конференция "Физика в Башкортостане" (Уфа, 1996 г.)
Объем и структура работы. Диссертационная работа объемом ((2. страниц состоит из введения, пяти глав, заключения, 3 таблиц и 3^-3 рисунков, список литературы содержит 93 наименования.