Дослідження дифузійних і газодинамічних процесів у ПСГ при фільтрації природного газу і азоту

Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу

 

Гораль Ліліана Тарасівна

 

УДК [622. 691. 24: 533]. 001. 5

 

 

05.15.13 – Нафтогазопроводи, бази та сховища

 

 

Івано-Франківськ – 1999

 

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Івано-Франківському державному технічному університеті нафти і газу Міністерства освіти України.

Науковий керівник доктор технічних наук, професор Гімер Роман Федорович, Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу, завідувач кафедрою нафтогазової гідромеханіки.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Грудз Володимир Ярославович, Івано-Франківський державний технічний університет нафти і газу, завідувач кафедрою спорудження трубопроводів і сховищ; кандидат технічних наук, Ізбаш Віктор Іванович, акціонерна компанія Укртрансгаз, заступник начальника управління компресорних станцій.

Провідна установа відкрите акціонерне товариство, інжинірингово-виробниче підприємство ВНІПІТРАНСГАЗ, м. Київ

Захист відбудеться 15 червня 1999 р. о 10. 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 20. 052. 04 при Івано-Франківському державному технічному університеті нафти і газу, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15. 

З дисертацією можна ознайомитись в науково-технічній бібліотеці Івано-Франківського державного технічного університету нафти і газу, 284019, м. Івано-Франківськ, вул. Карпатська, 15. 

 

 

В умовах становлення ринкових відносин система газопостачання України має надійно задовольняти попит на газ будь-коли згідно з термінами контрактів, поставляючи споживачам необхідні обсяги природного газу обумовленої якості при визначених тисках в системі газопроводів. Це завдання реалізується зокрема за допомогою мережі підземного зберігання газу. 

Зручні географічні чинники – наявність вироблених газових покладів, які мають сприятливі геолого-промислові характеристики, безпосередньо біля основних експортних газопроводів та біля західного кордону України, зумовили створення найбільшого в Європі Західноукраїнського комплексу підземного зберігання газу, в якому зосереджено понад 70% усієї потужності підземного зберігання газу в Україні. 

Для надійного і ефективного транзиту газу необхідно забезпечити його економічно оправдане зберігання. Економічні показники підземних сховищ газу в значній мірі залежать від умов створення ПСГ і, в першу чергу, від співвідношення між буферним і активним газом. Зменшення об’єму буферного газу призводить до зменшення затрат на сам буферний газ, але при цьому знижується пластовий тиск, що погіршує умови відбору активного газу. Тому буферний газ доцільно було б не зменшувати кількісно, а замінити іншим, економічно виправданим замінником. Такий підхід особливо актуальний для народного господарства України на сучасному етапі розвитку, оскільки дефіцит газового пального відчутний у всіх галузях промисловості. 

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами 

Тема роботи відноситься до галузевої проблеми і тематичних планів “Держкомнафтогазпром”. Виконані дослідження витиснення залишкової нафти та газового конденсату по держбюджетній темі Г 13/4, розроблена технологія підвищення видобутку газу на останній стадії експлуатації родовищ з допомогою закачки інертного газу в пласт по темі №150/92. 

Мета і задачі дослідження 

Проведення наукових досліджень газодинамічних і дифузійних процесів в пористому середовищі з метою заміни буферного газу інертним для покращання економічних показників підземного зберігання газу. 

Для досягнення поставленої мети вирішувались наступні завдання: 

1. Статистична оцінка впливу об’єму буферного газу на економічні показники підземного сховища газу. 

2. Визначення оптимального об’єму буферного газу в сховищі з врахуванням режиму роботи ПСГ. 

3. Експериментальні дослідження процесу дифузії газів при їх контакті в пористому середовищі. 

4. Аналітичні дослідження процесу сумішоутворення в продуктивному горизонті ПСГ. 

5. Дослідження газодинамічних процесів в продуктивному горизонті при витисненні буферного природного газу інертним. 

Наукова новизна одержаних результатів роботи полягає в: 

•постановці і реалізації нових задач підвищення економічної ефективності підземного зберігання газу шляхом заміни буферного газу інертним; 

•побудові і реалізації економо-математичної моделі ПСГ з метою визначення оптимального об’єму буферного газу з врахуванням режиму відбору активного газу; 

•постановці наукового експерименту з метою вивчення процесу дифузії газів в пористому середовищі і узагальненні його результатів; 

•аналітичних дослідженнях дифузійних процесів в продуктивному горизонті при витисненні буферного газу інертним; 

•вивченні закономірностей руху зони контакту природного і інертного газів при їх сумісній фільтрації в продуктивному горизонті ПСГ. 

Практичне значення одержаних результатів 

Результати проведених досліджень дають змогу поглибити знання структури економічних та технологічних показників створюваних ПСГ, зрозуміти фізичну природу процесів дифузії газів в пористому середовищі, змоделювати картину змішування газів в продуктивному горизонті ПСГ та динаміку переміщення зони контакту змішування газів. Розроблені методики і програми розрахунку дозволяють вибрати оптимальний об’єм буферного газу в ПСГ (незалежно від його природи) та змоделювати процес фільтрації газів при витисненні буферного газу інертним. За результатами побудованих математичних та економо- математичних моделей створено методику розрахунку оптимізації параметрів підземних сховищ газу, яка затверджена як керівний документ інститутом Укргазпроект і впроваджена для використання в ДП “Прикарпаттрансгаз”. 

Особистий внесок здобувача полягає в оцінці впливу об’єму буферного газу на економічні показники ПСГ, яка зроблена на основі аналізу статистичних даних. Побудовано економо-математичну модель ПСГ з метою оптимізації об’єму буферного газу і розроблено методику її реалізації [1]. Створено експериментальну установку, проведено досліди характеру дифузійного змішування газів в