Введение к работе
Актуальность теш.
Бурно развивающаяся газодобнващая прошаленность поставила перед исследователями задачу глубокого изучения газогидратоа О целью разработки методов предупреждения их образования и накопления в газопроводах и аппаратах при добыче» переработке й транспорте газа.
В настоящее время газодобынавдиэ центри перемещаются в районы, удаленные от потребителя, со слоеными климатическими условиям. Проблемз гидратпшс пробок в. различных системах трубопроводов встает и перед нефтедобывающей промышленность!) Крайнего Севера. Сложные природные условия втих районов, наличие зоны вечной мерзлота создают благоприятные .условия для образования гидратов.
Помимо этого, вследствие ограниченности запаоов традиционных видов углеводородного сырья, к газовым гидратам в последнее время относятся на только как к фактору, осложняющему освоение обычных местороадений нефти, газа и других полезных ископаемых, но, главным образом, как к нетрадиционному, альтернативному источнику углеводородного сырья.
Разработка газогидратных залегли традиционными методами недостаточно эффективна, в частности, из-за низких коллекторских свойств гидратонасыщенных пород и малой теплопроводности.
В связи с вышесказанным, представляет научный и практический интерес поиск принципиально новых, более аффективных' методов разработки газогидратных залэхей и борьбы с гидратообразованием.
Одним из таких методов может оказаться воздействие на гидратосодержащий пласт высокочастотным электромагнитным (ВЧ ЭМ) полем, имеющим ряд принципиальных отличий по ' сравнению с традиционшши методами. Во-первых, энергия в пласт вводится через ВЧ ЭМ волны, а не посредством гадродиаамических методов или теплопередачи.- В результате взат.гадействия гидратосодераащей пористой горной города с мощным ВЧ Ш полем в продуктивном пласте возникают распределенные по объему источники тепла, пондеромоторные сила, моменты сил . электромагнитного происхоздения. Благодаря этому, it вследвие глубокого
проникновения ЭМ волн в пласт, DM излучение обеспечивает более високую скорость к равномерность нагрева гадратосодеркащей среда, чем другие вида теплового воздействия. Во-вторых, наличие мощзого ВЧ ЭМ поля оказывает существенное влияние на поверхностное натяжение, элекгрокапиллярнне, . электрокинеткческие эффекты, а также па процессы диффузии, адсорбции и фильтрации в пористой среде. И в-третьих, ЭМ голе должно существенно влиять на процессы образования и разложения гидратов.
Цель работы. Экспериментальное и теоретическое исследование взаимодействия электромагнитных полей с газогидратными системами и гидратосодеркащим пластом с неоднородными электрофизическими характеристиками, зависящими от координат.
Научная новизна. Проведено теоретическое исследование влияния ВЧ электромагнитного поля на процессы гидратообразования с учетом дисперсии. Получено выражение для степени заполнения газогидрата, выращиваемого в прксу-ствии ВЧ ЭМ поля.
Впервые проведено экспериментальное исследование влияния электрического поля на процессы гидратообразования.
Изучены диэлектрические свойства гидрата углекислого газа, которые, в силу общности. молекулярного строения, могут быть обобщены на гидраты осноеных компонентов природного газа.
Получены плотности распределенных источников тепла в газогидратпом пласте, содержащем протяженную область фазового перехода с неоднородными электрофизическими характеристиками, зависящими от координат.
Разработана новая математическая модель воздействия ВЧ ЭМ поля на газогидратннй пласт с неоднородными электрофизическими характеристиками и проведено численное исследование.
Получены критерии подобия процесса взаимодействия ВЧ ЭМ поля с гидратосодеркащей средой с зависящими от координат электрофизическими характеристиками.
Предложено использование ВЧ ЭМ излучения. для борьбы с повторным гидратообраэованием с учетом зависимости, определящеи радиус зовы повторного гидратообразования.
Практическая ценность работы. Экспериментально подтвержденный эффект существенного влияния электрического поля на процессы образования гидратов указывает на эффективность применения различного вида электромагнитных полей для борьбы с
гадратообразовалнем и разработки газогидратта залегай.
Полученные значения для относительной диэлектрической проняцаемости, тангенса угла диэлектрических потерь, частотних п температурных зависимостей диэлектрических характеристик газогидратов, могут дать информацию об особенностях их молекулярной стру-турц. Указанные диэлектрические характеристики необходимы тага» для численных, расчетов основішх технологических показателей воздействия 34 ЭМ полей на газогидратные системы.
ІІа оспове численных исследований по воздействию ЭМ поля па пласт могут Оцть разработаны методы шташерного расчета основных технологических показателей разработки газогидратной залэяи.
Предлокен и закидон авторязм свидетельством способ добыча газа, предусматриващип использование анергии ВЧ 34 поля для предотвращения повторного гидратоосразования.
Апробация работы. Основные результаты работа били доложены на 3 научных конференциях и семинарах, среди которых: икола -семинары по проблемам трубопроводного транспорта" (Уфа, ноябрь 1990 г.; Уфа, ноябрь 1994 г.): IX Республиканская научно -техническая конференция молодых ученых и специалистов по проблемам сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам (Уфа, 1991 г.); I Научная конференция молодых' ученых - физиков Республики Башкортостан (Уфа, ноябрь 1994 г.).
Объем и структура работы, диссертационная работа общага объемом /6& страниц состоит из введения, шести глав, заключения, содержит if J страниц основного машинописного текста, 2/ таблицы ц 5~/ рисунков, список литературы содержит 7f наименование.