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Simulando la Interacción Térmica de los Pozos de Producción de Gas con el Permafrost Portador de Hidratos de Gas Relictos

Autores: Chuvilin, Evgeny; Tipenko, Gennadiy; Bukhanov, Boris; Istomin, Vladimir; Pissarenko, Dimitri

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Simulando la Interacción Térmica de los Pozos de Producción de Gas con el Permafrost Portador de Hidratos de Gas Relictos


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Pozo de producción de gas
Permafrost rico en hielo
Hidratos de gas
Ansys Fluent
Parámetros térmicos
Emisión de metano

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La interacción térmica de un pozo de producción de gas con permafrost rico en hielo que contiene hidratos de gas relictos se simula en Ansys Fluent utilizando la formulación de entalpía del problema de Stefan. El modelo admite cambios de fase del hielo en los poros y del hidrato (fusión del hielo y disociación del hidrato de gas) durante el deshielo del permafrost. La solución se deriva de la conservación de la energía dentro del dominio de modelado al resolver una ecuación de conductividad térmica cuasilineal. Los cálculos se determinan para una finalización de pozo con tres tramos de revestimiento y el aislamiento térmico de un tubo de elevación de gas hasta una profundidad de 55 m. Los parámetros térmicos del permafrost se seleccionan de acuerdo con mediciones de laboratorio y de campo del campo de gas-condensado de Bovanenkovo en la península de Yamal. Los resultados de la modelación se refieren al área del campo de Bovanenkovo e incluyen el tamaño de la zona de deshielo alrededor de los pozos, teniendo en cuenta la liberación de metano libre como resultado de la disociación del hidrato de gas en el permafrost en degradación. El radio de deshielo alrededor de un pozo de gas con tubos de elevación no aislados que operan durante 30 años puede alcanzar 10 m o más, mientras que en el caso de tubos de elevación aislados, no se espera deshielo. Según lo predicho por la modelación para el campo de Bovanenkovo, la emisión de metano tras la disociación de hidratos de gas causada por el deshielo del permafrost alrededor de pozos de gas en producción puede alcanzar de 400,000 a 500,000 m en 30 años.

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