RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Челябинский физико-математический журнал // Архив

Челяб. физ.-матем. журн., 2025, том 10, выпуск 4, страницы 750–766 (Mi chfmj480)

Механика

Вычислительный эксперимент в задаче захоронения диоксида углерода в подмерзлотный водоносный коллектор в газогидратном состоянии

И. И. Рожинa, Г. И. Ивановab

a Институт проблем нефти и газа СО РАН, ФИЦ Якутский научный центр СО РАН, Якутск, Россия
b Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, Якутск, Россия

Аннотация: В рамках задачи нагнетания газа через одиночную скважину в горизонтальный водоносный пласт изучается возможность подземного хранения (консервации) углекислого газа в гидратном состоянии, т. е. в твёрдой фазе, которая образуется при определённых термобарических условиях. Вычислительный эксперимент выполнен на основе математической модели неизотермической фильтрации газа и воды, выведенной на основе фундаментальных законов сохранения массы и энергии. В данной модели наиболее полно учтены основные физические особенности процесса: реальные свойства газа, эффект дросселирования, совместное движение воды и газа в однородной пористой среде, массообмен между газом и водой с гидратом. В вычислительном эксперименте оценивается динамика распределения гидратонасыщенности, водонасыщенности, давления и температуры в выбранном пласте, который характеризуется пористостью, проницаемостью и начальными значениями давления, температуры и водонасыщенности. Для проведения вычислительных экспериментов по образованию газогидрата использованы результаты лабораторных экспериментов по определению равновесных условий образования гидратов углексилого газа в поровом пространстве и водных растворах, имитирующих пластовые воды подмерзлотных горизонтов. Показано влияние равновесных условий гидратообразования на основной показатель эффективности процесса — гидратонасыщенность подземного хранилища газа.

Ключевые слова: углекислый газ, газовый гидрат, многофазная неизотермическая фильтрация, фазовый переход.

УДК: 622.279.72

Поступила в редакцию: 21.10.2024
Исправленный вариант: 04.08.2025

DOI: 10.47475/2500-0101-2025-10-4-750-766



© МИАН, 2026