RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Сибирский журнал индустриальной математики // Архив

Сиб. журн. индустр. матем., 2024, том 27, номер 4, страницы 49–67 (Mi sjim1302)

Математическое моделирование закачки углекислого газа в пласт с метаном и водой с учётом образования гидрата углекислого газа

Н. Г. Мусакаев, С. Л. Бородин

Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, ул. Таймырская, 74, г. Тюмень 625026, Россия

Аннотация: Увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, вызванное сжиганием топлива, негативно сказывается на текущей биосфере Земли. Одним из способов избавиться от избытка диоксида углерода в атмосфере является его улавливание и хранение. Предлагаются различные методы долгосрочного хранения диоксида углерода, в том числе в различных геологических формациях в газогидратной форме, так как газовые гидраты обладают рядом уникальных свойств, например, есть возможность стабильного хранения достаточно большого количества газа в малом объёме при относительно небольшом давлении. Одним из объектов для создания подземных хранилищ диоксида углерода являются истощённые месторождения природного газа, так как они хорошо изучены, известны характеристики пластов, их геометрические размеры, а также имеются пробурённые скважины. Для изучения закономерностей процесса формирования подземного газогидратного хранилища углекислого газа в статье представлена математическая модель процесса закачки диоксида углерода в зонально-неоднородный пористый пласт, изначально насыщенный метаном и водой, сопровождающегося образованием газогидрата. В отличие от предыдущих работ математическая модель дополнительно учитывает ряд факторов: растворимость углекислого газа в воде, зональную неоднородность пласта, теплообмен рассматриваемой области пористой среды с окружающими непроницаемыми для вещества породами, фильтрацию воды и газа. Построены численные решения задачи, описывающие распределения параметров (давления, температуры, насыщенности гидратом углекислого газа) в пласте.

Ключевые слова: математическая модель, захоронение углекислого газа, многофазная фильтрация, образование газового гидрата.

УДК: 004.94:519.63:532.5

Статья поступила: 24.06.2024
Окончательный вариант: 21.11.2024

DOI: 10.33048/SIBJIM.2024.27.404


 Англоязычная версия: Journal of Applied and Industrial Mathematics, 2024, 18:4, 744–758


© МИАН, 2026