№69-02

Оцінка параметрів роботи сховища газа у неоднорідному водоносному пласті

О.В. Інкін1, Н.І. Деревягіна1, П.П. Волк2, Ю.В. Хрипливець1

1 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна

2 Національний університет водного господарства та природокористування, Рівне, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2022, 69:23-34

https://doi.org/10.33271/crpnmu/69.023

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Метою даної роботи є розробка та апробація математичної моделі сховища газу в водоносному шаруватому пласті з слабопроникним пропластком для випадку плоскопаралельної і вісесиметричної фільтрації.

Методологія. Однією з найпоширеніших моделей анізотропії гірських порід є модель шаруватого пласта, що пояснюється геологічними умовами осадоутворення, які призводять до нашарування пластів з різними колекторськими властивостями. У практиці підземного зберігання газу розгляд такої моделі має особливе значення, так як внаслідок зміни положення газової зони просування межі газо-водяного контакту по пропласткам з різними фільтраційними характеристиками може значним чином відрізнятися. Застосовано комплексний підхід, що включає збір, систематизацію та аналіз фактичних даних про фільтраційні та фізико-механічні властивості вміщуючих порід, що впливають на формування природно-техногенних родовищ, а також аналітичні та чисельні методи рішення рівнянь просування газоводяного контактув різних умовах.

Результати. Обґрунтована газогідродинамічна модель підземного газосховища в неоднорідному водоносному горизонті, для розрахунку його циклічної роботи в тришаровому пласті з урахуванням перетоків через слабопроникну перемичку. Отримані результати можуть бути використані при проведенні оціночних розрахунків на стадії проектування сховищ газу в водоносних пластах.

Наукова новизна. В роботі розроблена та апробована математична модель з слабопроникним пропластком для випадку плоскопаралельної і вісесиметричної фільтрації. Запропонована модель підземного сховища газу, створеного в неоднорідному водоносному горизонті, дозволяє розраховувати його циклічну роботу в тришаровому пласті з урахуванням перетоків через слабопроникну перемичку. Отриманий в роботі новий спосіб лінеаризації системи диференціальних рівнянь для визначення тисків в пласті-колекторі є узагальненням використовуваних раніше способів, з введенням «граничних схем».

Практичне значення. Результати проведених розрахунків показують істотний вплив характеристик шаруватого пористого середовища на просування газоводяного контакту за окремими шарами. Отримані результати можуть бути використані при проведенні оціночних розрахунків на стадії проектування сховищ газу в водоносних пластах.

Ключові слова: водоносний пласт, сховище газу, фільтрація, газоводяний контакт, неоднорідність.

Перелік посилань

1. Садовенко, И.А.,Рудаков Д.В., & Инкин, А.В. (2010). Газогидродинамическая оценка параметров хранения газа в водоносном горизонте. Геотехническая механика: межвед. сбор. науч. тр, 91,77-84.

2. Evans, D.J., & Chadwick, R.A. (2009). Underground Gas Storage: Worldwide Experiences and Future Development in the UK and Europe. Geological Society of London.

3. Інкін, О.В., Деревягіна, Н.І., & Хрипливець, Ю.В. (2020). Моделювання показників роботи сховищ газу в водоносних пластах масивного типу. Физико-технические проблемы горного производства: Сб. научн. тр., 22, 31-45.
https://doi.org/10.37101/ftpgp22.01.003

4. Wieber, G.A. (2008). Source of Geothermal Energy – Examples from the Rhenish Massif. In Proceedingsof the 10th IMWA Congress in Karlovy Vary(pp. 113-116). Technical University of Ostrava.

5. Садовенко, И.А.,Инкин,А.В., & Якубовская,З.Н. (2012). ОценкапотерьгазаприегохранениивводоносныхпластахЗападногоДонбасса. НауковийвісникНГУ, 6, 18 – 24.

6. Ramos, A., Monteiro, E., Silva, V., & Rouboa, A. (2018). Co-gasification and recent developments on waste-to-energy conversion: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 81, 380–398.
https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.07.025

7. Berdan,G.A. (1993).Restoration plan for the Hanna. Underground coal gasification site in carbon county,Wyoming

8. Robinson, R. (2000). Mine gas hazards in the surface environment.Mining Technology, (109), A228-236.

9. Басниев,К.С., Дмитриев,Н.М. , Каневская,Р.Д., & Максимов,В.М.(2005). Подземная гидромеханика. Институт компьютерных исследований.

10. Sommer, W. T., Doornenbal, P. J., Drijver, B. C., van Gaans, P. F. M., Leusbrock, I., Grotenhuis, J. T. C., & Rijnaarts, H. H. M. (2014). Thermal performance and heat transport in aquifer thermal energy storage. Hydrogeology Journal, 22(1), 263–279.
https://doi.org/10.1007/s10040-013-1066-0

11. Falshtynskyi, V.S, Dychkovskyi, R.O, Saik, P.B, Lozynskyi, V.H, & CáceresCabana, E. (2017). Formation of thermal fields by the energy-chemical complex of coal gasification, NaukovyiVisnykNatsionalnohoHirnychohoUniversytetu, 5, 36-42.

12. Nourozieh, H., Kariznovi, M., Chen, Z., & Abedi, J. (2010). Simulation Study of Underground Coal Gasification in Alberta Reservoirs: Geological Structure and Process Modeling. Energy & Fuels, 24(6), 3540–3550.
https://doi.org/10.1021/ef9013828

13. КоллинзР. (1964). Течения жидкостей через пористые материалы. Мир.

14. Sotskov, V., &Saleev, I. (2013). Investigation of the rock massif stress strain state in conditions of the drainage drift overworking. Annual Scientific-Technical Collection – Mining of Mineral Deposits, 197-202.
https://doi.org/10.1201/b16354-36

15. Мироненко В.А. (1989). Горнопромышленная гидрогеология.Недра.

16. Пыхачев Г.Б. (1972). Подземная гидравлика.Недра.

17. Levyt︠s︡'kyĭ, B.F., Leshchiĭ, N.P., & Mozer, V.F. (1958). Fundamentals of underground hydraulics.

18. Выгодский, М.Я. (2006). Справочник по высшей математике. ACT.

19. Кирьянов, Д. (2003). Самоучитель Mathcad.БХВ-Петербург.

20. Garg, S., & Singh, S. K. (2016). Modeling of arsenic transport in groundwater using MODFLOW: A case study. International Journal of Geomatics and Geosciences, 6(4), 56-81.