ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ ДИССОЦИАЦИИ ГАЗОГИДРАТА В ПЛАСТЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В работе проведено численное исследование модели диссоциации газогидрата в пласте под действием сверхвысокочастотного электромагнитного излучения с частотами 400 МГц, 1 000 МГц и 2 450 МГц и показано, что процесс разложения газогидрата при этом воздействии идет быстрее при меньших значениях начальной гидратонасыщенности пласта, установлен значительно больший эффект частот 1 000 МГц и 2 450 МГц по сравнению с частотой 400 МГц и лучший результат при временах нагрева больших чем 400 ч с частотой 1 000 МГц по сравнению с частотой 2 450 МГц. С помощью предложенной математической модели можно определять оптимальные частоты источника излучения при заданном времени нагрева пласта конкретного месторождения, кроме того, полученный расчет энергоэффективности (EROI ≥ 10) указанного метода добычи газа из газогидрата доказывает его конкурентоспособность по сравнению с традиционными методами термического воздействия на пласт.

1. Makogon Y. F. Natural gas hydrates - A promising source of energy. Journal of natural gas science and engineering. 2010;2(1):49-59.

2. Мастепанов А. М. Газогидраты в перспективном мировом энергетическом балансе: оценки, проблемы и необходимые условия // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. 2014. № 5. С. 42-48.

3. Chong Z. R., Yang S. H. B., Babu P. et al. Review of natural gas hydrates as an energy resource: Prospects and challenges. Applied Energy. 2016;162:1633-1652.

4. Гудзенко В. Т., Вареничев А. А., Громова М. П. Мировая экономика и газогидраты // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 10. С. 43-57. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2018-10-0-43-57.

5. Yang J., Okwananke A., Tohidi B. et al. Flue gas injection into gas hydrate reservoirs for methane recovery and carbon dioxide sequestration. Energy Convers Manage. 2017;136:431-438.

6. Якушев В. С. Разработка нетрадиционных ресурсов газа в России // Газовая промышленность. 2013. № 6. С. 20-24.

7. Shang S., Gu L., Zhan L. et al. Application of horizontal well to gas production from a hydrate reservoir with free gas and high irreducible water. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2021;94:104102.

8. Zhu J., Yi L., Yang Z. et al. Numerical simulation on the in situ upgrading of oil shale reservoir under microwave heating. Fuel. 2021;287:119553.

9. Zhao J., Liu Y., Guo X. et al. Gas production behavior from hydrate-bearing fine natural sediments through optimized step-wise depressurization. Applied Energy. 2020;260:114275.

10. Feng J. C., Wang Y., Li X.-S. Dissociation characteristics of water-saturated methane hydrate induced by huff and puff method. Applied Energy. 2018;211:1171-1178.

11. Wang B., Dong H., Fan Z. et al. Numerical analysis of microwave stimulation for enhancing energy recovery from depressurized methane hydrate sediments. Applied Energy. 2020;262:114559.

12. Gupta A. K., Yadav R., Das M. K. et al. Implementation of a multi-layer radiation propagation model for simulation of microwave heating in hydrate reservoirs. International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow. 2021;32(2):684-713.

13. Петров Е. А., Джариев И. Э., Попов О. Р. и др. Подход к прогнозированию универсальных динамических процессов на примере моделирования электромагнитного воздействия на газогидратные пласты // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 6. С. 56-66. https://doi.org/10.25018/ 0236_1493_2023_6_0_56. 14. Сысоев С. М., Алексеев М. М. Численное моделирование нагрева нефтесодержащего пласта сверхвысокочастотным электромагнитным излучением // Вестник кибернетики. 2019. № 4. С. 6-16. 15. Джариев И. Э., Петров Е. А., Сысоев С. М. Учет долговременного влияния электромагнитного разогрева нефтяного пласта на дебит скважины // Проблемы и решения автоматизации XXI века : сб. материалов V Национал. науч.-практич. студ. конф., 25-26 марта 2022 г., г. Сургут. Сургут : ИЦ СурГУ, 2022. С. 27-33.

14. Сысоев С. М., Алексеев М. М., Петров Е. А. Численное моделирование процесса разложения газогидрата в пористой среде, вызванного сверхвысокочастотным электромагнитным нагревом // Вестник кибернетики. 2021. № 2. С. 60-71. https://doi.org/10.34822/1999-7604-2021-2-60-71.

15. Джариев И. Э., Петров Е. А., Сысоев С. М. Учет долговременного влияния электромагнитного разогрева нефтяного пласта на дебит скважины // Проблемы и решения автоматизации XXI века : сб. материалов V Национал. науч.-практич. студ. конф., 25–26 марта 2022 г., г. Сургут. Сургут : ИЦ СурГУ, 2022. С. 27–33.

16. Сысоев С. М., Алексеев М. М., Петров Е. А. Численное моделирование процесса разложения газогидрата в пористой среде, вызванного сверх-высокочастотным электромагнитным нагревом // Вестник кибернетики. 2021. No 2. С. 60–71. DOI 10.34822/1999-7604-2021-2-60-71.

17. Kim H. C., Bishnoi P. R., Heidemann R. A. et al. Ki-netics of methane hydrate decomposition. Chemical Engineering Science. 1987;42(7):1645-1653.