Математическое моделирование подземного хранения
жидких углеводородов

1. Сроки выполнения разработки (год начала – год окончания): 1978 – 1992.

2. Головная организация - разработчик, адрес, факс, E-mail, контактный телефон: Институт механики сплошных сред УрО РАН, 614013, г.Пермь, ул.ак.Королева, 1, факс: 3422-33-69-57, ivi@icmm.ru, (3422)33-07-21, факс (3422)33-69-57.

3. Организация-заказчик, контактный телефон: НПО "Союзпромгаз" (г. Москва).

4. Возможные потребители, наличие заявок на продукцию: ОАО «ПромГаз», МежРегионГаз, ООО «Подземгазпром».

5. Краткая содержательная характеристика разработки: При решении проблем экологии, а также в ряде технических приложений учет влияния конвекции имеет определяющее значение для расширения возможностей управления происходящими процессами. Реальные течения жидкостей и газов в природных и технологических объектах, как правило, являются трехмерными и турбулентными. Все это в полной мере относится к проблеме хранения жидкостей в подземных емкостях, природных и техногенных. В этих объектах конвекционное движение жидкости или газа является принципиально неустранимым из-за наличия геотермического градиента температуры. Из-за сложной геометрии и значительных пространственных масштабов подземных емкостей геотермальная тепловая конвекция оказывается в них чрезвычайно сильной (турбулентной). Именно она определяет тепловой режим емкости и концентрационное состояние жидкости. Примером последнего эффекта является захват газа вихрями жидкости с поверхности раздела в частично заполненном резервуаре. Пакет программ, разработанный в ИМСС, позволяет получать стационарные и нестационарные решения и выявлять структуру осредненных полей скорости, температуры и концентрации растворимой примеси в хранимой жидкости. Пакет анализирует турбулентные пульсации этих величин, принимая во внимание целый ряд важных факторов: зависимости физические свойства хранимых жидкостей от температуры и давления; двухслойность и взаимную диффузию в системе жидкость / газ; сопряженность теплообмена в полости и окружающем твердом теплопроводном массиве; влияние внутренних источников тепла (химически реагирующие примеси); поверхностные явления.

В зависимости от требований к степени точности и детальности результатов возможен выбор из нескольких моделей турбулентности различной сложности.

6. Степень готовности: Результаты расчетов использованы при обосновании технических решений подземных хранилищ жидких нефтепродуктов в НПО "Союзпромгаз".

7. Наличие необходимой инфраструктуры производственных мощностей: Имеется.

8. Ожидаемые результаты: Численный анализ полей скоростей, температур и концентраций в различных режимах эксплуатации подземного хранилища; оценка характерных времен процессов тепломассопереноса; выработка рекомендаций по оптимизации использования подземных резервуаров.

9. Оценка основных характеристик разработки, обеспечивающих конкурентоспособность: Комплекс программ обеспечивает получение количественных характеристик и критериальных зависимостей сопряженного турбулентного конвективного тепломассообмена в многослойных системах, что позволяет выявить способы оптимального управления технологическим процессом и прогнозировать возникновение нежелательных ситуаций.

9.1. Научно-технический уровень:

9.1.1. По отношению к лучшим отечественным образцам: На момент окончания разработки она имела приоритетный характер.

9.1.2. По отношению к лучшим мировым образцам: Соответствует.

9.2. Экологичность: Предлагаемый подход способствует безопасной имитации возможных технологических режимов эксплуатации хранилищ нефтепродуктов, в том числе в экстремальных условиях. Он применен к описанию подземного способа хранения, который является наиболее экологически чистым, поскольку практически исключает загрязнение земной поверхности и попадание нефтепродуктов в водоносные горизонты.

9.3. Экономические показатели (оценочные):

9.3.1. Требуемый объем инвестиций, (млн. долл.): Не оценивался.

9.3.2. Потенциальный объем продаж, (млн. долл.): Не оценивался.

9.3.3. Срок окупаемости проекта, (лет): Не оценивался.

10. Область применения разработки (наименование и двузначные коды позиций ОКДП): 73- деятельность в области исследований и разработок.

11. Наличие бизнес-плана по реализации разработки (да, нет): Нет.

12. Организация, давшая предложение, контактный телефон: Институт механики сплошных сред УрО ( РАН, (г. Пермь), (3422) 33-07-21, факс: 33-69-57.