Displacement of methane from a gas hydrate reservoir in the process of carbon dioxide injection
In this paper, a numerical simulation of the process of methane displacement from a gas hydrate reservoir during the injection of carbon dioxide followed by methane substitution by carbon dioxide in the composition of the hydrate was performed. The process of gas replacement was assumed to occur in a stable field of methane hydrates and carbon dioxide with CO2 in a gaseous state. The intensity of carbon dioxide hydrate formation was determined by diffusion of carbon dioxide across the hydrate layer formed between a stream of the gas mixture and the methane hydrate in the porous channels. The general pressure of the system, the partial pressures of the carbon dioxide and methane, the saturations of hydrates of carbon dioxide and methane, and the temperature as functions of time were obtained. In the initial stage of the process, free methane was forced out, and subsequently the methane received after the gas replacement process was extracted. This resulted in a complete transition of methane hydrate into carbon dioxide hydrate and a complete extraction of methane from the porous reservoir.
Keywords
газогидратный пласт,
замещение метана диоксидом углерода в составе гидрата,
диффузия,
образование газового гидрата,
gas hydrate reservoir,
substitution of methane with carbon dioxide in the hydrate composition,
diffusion,
formation of gas hydrateAuthors
| Shagapov Vladislav Sh. | Academy of Sciences of RB; Researcher Institute of Mechanics and Engineering | Shagapov@rambler.ru |
| Khasanov Marat K. | Sterlitamak Branch of Bashkir State University | hasanovmk@mail.ru |
| Rafikova Guzal R. | Birsk Branch of Bashkir State University | rafikova_guzal@mail.ru |
Всего: 3
References
Шагапов В.Ш., Хасанов М.К., Гималтдинов И.К., Столповский М.В. Численное моделирование образования газогидрата в пористом пласте конечной протяженности при продувке его газом // Прикладная математика и техническая физика. 2011. Т. 52. № 4. С. 116.
Истомин В.А., Якушев В.С. Газовые гидраты в природных условиях. М.: Недра, 1992. 236 с.
Shagapov V.Sh., Musakaev N.G., Khasanov M.K. Formation of gas hydrates in a porous medium during an injection of cold gas // Int. J. Heat and Mass Transfer. 2015. V. 84. P. 1030. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.01.105.
Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов. М.: Недра, 1974. 208 с.
Рафикова Г.Р. Образование газогидрата в замкнутом объеме, заполненном водонасы-щенной пористой средой // Вестник Кемеровского государственного университета. 2015. Вып. 2(62). Т. 2. С. 122.
Васильев В.И., Попов В.В., Цыпкин Г.Г. Численное исследование разложения газовых гидратов, сосуществующих с газом в природных пластах // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2006. № 4. С. 127.
Шагапов В.Ш., Хасанов М.К., Гималтдинов И.К., Столповский М.В. Особенности разложения газовых гидратов в пористых средах при нагнетании теплого газа // Теплофизика и аэромеханика. 2013. Т. 20. № 3. С. 347.
Шагапов В.Ш., Насырова Л.А. О нагреве пористой среды, частично заполненной газогидратом, в условиях непроницаемых границ // Теплофизика высоких температур. 1999. Т. 37. № 5. С. 784.
McGraii B.P., Zhu Т., Hunter R.B., White M.D., Patii S.L., Kuikarni A.S. A New method for enhanced production of gas hydrates with CO2 // AAPG Hedberg Conference «Gas hydrates: energy resource potential and associated geologic hazards». Vancouver, Canada, 2004.
Espinoza D.N., Santamarina J.C. P-wave monitoring of hydrate-bearing sand during CH4-CO2 replacement // Int. J. Greenhouse Gas Control. 2011. V. 5. P. 1032. DOI: 10.1016/j.ijggc.2011.02.006.
Jung J.W., Nicoias Espinoza D. and Carios Santamarina J. Properties and phenomena relevant to CH4-CO2 replacement in hydrate-bearing sediments // J. Geophysical Research. 2012. V. 115. B10102. DOI: 10.1029/2009JB000812.
Макогон Ю. Ф. Газогидраты. История изучения и перспективы освоения // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2010. № 2. С. 5.
Rehder G., Brewer P.W., Peitzer E.T., Friederich G. Enhanced lifetime of methane bubble streams within the deep ocean // Geophysical Research Letters. 2002. No. 29. P. 21. DOI: 10.1029/2001GL013966.
MgGinnis D.F., Greinert J., Artemov Y., Beaubien S.E., Wuest A. Fate of rising methane bubbles in stratified waters: How much methane reaches the atmosphere? // J. Geophysical Research. 2006. V. 111. P. 382. DOI: 10.1029/2005JC003183.
