Об особенностях моделирования многофазных затопленных струй с учётом гидратообразования
Автор: Светлана Рустамовна Кильдибаева
Соавторы: Суяргулова Э.Э., Харисов Э.И.
Организация: Стерлитамакский филиал Башкирского государственного университета
Исследование особенностей течения многофазных затопленных струй представляет большой интерес в связи с возможными разливами углеводородов при разработке глубоководных месторождений. Известные на сегодняшний момент случаи разливов в Мексиканском заливе и Северном море подтверждают актуальность исследуемой темы. Для прогнозирования поведения затопленной струи необходимо разработать математическую модель течения струи, учитывающую ряд основополагающих факторов: взаимодействие компонентов струи, наличие гидратообразования, действие подводного течения на динамику течения струи и т.д. Течение затопленной струи включает 3 этапа: затопленная струя(jet), плавучий шлейф (plume), стадия адвекции-диффузии, которая наступает после достижения струи нейтрального уровня плавучести. Комплексное исследование затопленных струй позволит уменьшить время ликвидации утечки и провести оценку объемов нефти, которые могут достигнуть поверхности водоема.
В работе рассмотрена математическая модель течения многофазной затопленной струи для двух начальных этапов течения струи с учётом гидратообразования. Для описания динамики течения струи рассматривается метод ИЛМКО, дополненный уравнениями, соответствующими особенностям течения струи и гидратообразования.
Согласно лабораторным исследованиям, посвященным образованию гидратов, не вся поверхность газового пузырька будет способна покрываться гидратной оболочкой[1]. В этом случае ключевую роль будет играть состав водонефтяной эмульсии. Ранее в работах [2-3] образование гидрата рассматривалось на всей поверхности пузырька, так как не учитывалось взаимодействие газового пузырька с окружающей нефтью. В данной работе рассмотрен случай частичного образования гидрата на поверхности пузырька.
1.Корякина В.В., Шиц Е.Ю. Модель Колмогорова-Джонсона-Мела-Аврами в исследовании кинетики образования гидрата природного газа в обратных эмульсиях нефти //Конденсированные среды и межфазные границы. 2020. 22(3). С.327-335.
2.Кильдибаева С. Р., Гималтдинов И. К. Эволюция нефтегазовой струи, истекающей через разрыв магистрального нефтепровода (газопровода), расположенного на дне водоема. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2020. Т. 331. № 5. С. 193–200.
3.Кильдибаева С.Р. , Гималтдинов И.К. Математическая модель затопленной струи с учётом влияния 3D течения окружающей воды. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование. 2019. Т. 12. № 1. С. 137-143.
