Автор: Сафарова Е.А. , Лесин В.И.
Моделирование процессов закачки газа в подземные хранилища водорода путем воздействия акустическими колебаниями на водный раствор
Аннотация
С целью создания методики моделирования воздействия гидростатического давления на изменения физико-химических свойств водных растворов, вызванных течением через пористое пространство, исследованы изменения: концентрации ионов водорода — Ph, величины окислительно-восстановительного (редокс) потенциала — Eh, размеров агрегатов коллоидных частиц как под действием колебаний давления акустического диапазона частот, так и под действием химического реагента — водорода.
Экспериментально установлено, что кратковременное акустическое воздействие на водный раствор (пластовая вода щигровского горизонта Щелковского ПХГ) инициирует процессы снижения Eh и роста Ph, выпадение в твердую фазу частиц, содержащих оксиды железа и растворенные в воде соли; предельные значения Eh и Ph достигаются через несколько часов после прекращения воздействий в результате выпадения в осадок коллоидных частиц.
Проведенные исследования обосновывают использование высокочастотных колебаний давления для моделирования процессов, сопровождающих течение водных растворов в пористой среде под действием давления, создаваемого газом в процессах отбора и заполнения подземного хранилища.
Материалы и методы
В качестве источника УЗ колебаний с использовался УЗДН-А
(22 кГц, 300 Вт), излучающий элемент которого, имеющий вид диска диаметром 1,5 см, погружался в водный раствор на глубину 1 см. Поверхность водного раствора была открыта для воздушной атмосферы, исходная температура растворов составляла 21 °С, при акустическом воздействии температура образца не повышалась более, чем на 2 °С.
Измерения рН и редокс-потенциала Eh производились с помощью многофункционального калиброванного тестера C-600 при температуре 21÷23 °С. Измерения величин Eh и Ph производились до начала и после обработки растворов
УЗ колебаниями.
Изображения частиц, обнаруживаемых в пробах, полученные с помощью микроскопа (Olympus CX-41), обрабатывались системой оцифровки изображений. Для получения изображений частиц капли растворов одинакового объема помещали между покровными стеклами на предметный столик микроскопа.
Ключевые слова
подземное хранение газов, водный раствор, акустические колебания, редокс-потенциал, выпадение твердого осадка
Вернуться к списку статей
С целью создания методики моделирования воздействия гидростатического давления на изменения физико-химических свойств водных растворов, вызванных течением через пористое пространство, исследованы изменения: концентрации ионов водорода — Ph, величины окислительно-восстановительного (редокс) потенциала — Eh, размеров агрегатов коллоидных частиц как под действием колебаний давления акустического диапазона частот, так и под действием химического реагента — водорода.
Экспериментально установлено, что кратковременное акустическое воздействие на водный раствор (пластовая вода щигровского горизонта Щелковского ПХГ) инициирует процессы снижения Eh и роста Ph, выпадение в твердую фазу частиц, содержащих оксиды железа и растворенные в воде соли; предельные значения Eh и Ph достигаются через несколько часов после прекращения воздействий в результате выпадения в осадок коллоидных частиц.
Проведенные исследования обосновывают использование высокочастотных колебаний давления для моделирования процессов, сопровождающих течение водных растворов в пористой среде под действием давления, создаваемого газом в процессах отбора и заполнения подземного хранилища.
Материалы и методы
В качестве источника УЗ колебаний с использовался УЗДН-А
(22 кГц, 300 Вт), излучающий элемент которого, имеющий вид диска диаметром 1,5 см, погружался в водный раствор на глубину 1 см. Поверхность водного раствора была открыта для воздушной атмосферы, исходная температура растворов составляла 21 °С, при акустическом воздействии температура образца не повышалась более, чем на 2 °С.
Измерения рН и редокс-потенциала Eh производились с помощью многофункционального калиброванного тестера C-600 при температуре 21÷23 °С. Измерения величин Eh и Ph производились до начала и после обработки растворов
УЗ колебаниями.
Изображения частиц, обнаруживаемых в пробах, полученные с помощью микроскопа (Olympus CX-41), обрабатывались системой оцифровки изображений. Для получения изображений частиц капли растворов одинакового объема помещали между покровными стеклами на предметный столик микроскопа.
Ключевые слова
подземное хранение газов, водный раствор, акустические колебания, редокс-потенциал, выпадение твердого осадка
