Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [ 57 ] 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

дТ дТ - = а-

dt dxjdxj

- - Do---- dt dxjdxj

dt dxjdxj

Расчеты одномерной задачи, проведенные на основе уравнений (4.48), показали, что в окрестности фронта термодинамическое равновесие нарушается [74].

Если а<к, это нарушение приводит к эффекту "сверх-охлаждения" в зоне мерзлоты до температуры ниже, чем требуется для фазового перехода.

Эффект "сверхнагрева" наблюдается в зоне мерзлоты, если а> к, т.е. температура выше, чем значение, требуемое для фазового перехода.

Таким образом, построена модель частичного фазового перехода, означающая возможность постепенной смены твердого состояния на жидкое. При этом водонасыщенность находится на основе уравнений (4.43) - (4.45).

Некоторые из результатов числового расчета для автомо-

Рис. 4.8. Автомодельное решение одномерного плоского протаивания мералот1>1 - приведенное отклонение от Т, у - координата фронта)

дельного случая приведены на рис. 4.8, где показана зона постепенного протаивания и X = у41.

4.2.2. ГАЗОГИДРАТНЫЕ ГРУНТЫ

фазовые переходы должны учитываться в случаях, когда морские донные грунты содержат газогидраты, что весьма сушественно для скважин, пробуренных на газовые месторождения шельфа.

Газогидраты представляют собой твердый геоматериал, состоящий из природного газа, воды или льда (54, 71].

......

5 И 15

осевая деформацва, I

Рис. 4.9. Дифференциальные напряжения - С3) и поровое давление в

функции осевой деформации (б]) при испьпаниях фунтов с малым вьщеле-нием газа из газогидратов (без дренажа).

При образовании гидратов грунт увеличивает свой объем от 5 до 12%, а диссоциация (распад) гидратов приводит к такому же уменьшению объема.

Если дренаж возникших жидких и газовых фаз невозможен, грунт может перейти в разрыхленное состояние, а существенная часть внешней нафузки воспринимается поровым давлением.

На рис. 4.9 рост порового давления - наряду с изменениями сдвиговых напряжений - представлен для случая фехосных испытаний [212].

Как можно увидеть, эти кривые имеют примерно одну и ту же форму. Поровое давление повторяет внешнюю сдвиговую нафузку благодаря дилатансионному разрыхлению при малой газонасыщенности фунта. Подобное состояние неустойчиво.

осекая деформация, %

Рис. 4.10. Дифференциальное напряжение (сГ, - CTj) и поровое давление в

функции осевой деформации (б,) при испытаниях грунтов с большим

выделением газа из газогидратов (без дренажа)