Numerical Modelling of Methane Hydrate Dissociation in Sandy Porous Media by Depressurization with a Parametric Study
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Due to its increasing abundance, cleaner and lower emissions upon combustion, natural gas (NG) has been considered as the best transition fuel away from coal and oil to a carbon-constrained world. Methane gas is the major component in NG accounting for 70-90%, and is also the major constituent found in natural gas hydrates (NGHs). The amount of CH4 preserved in NGHs is vast and estimated to be 20,000 trillion cubic meter (TCM) worldwide. This outweighs the proved NG reserve on earth, which is 865.4 TCM, and doubles the combined reserve of all fossil fuels. Thus, NGHs have been considered as a potential future energy source. Extensive geological surveys and drilling programs have been carried out during the past two decades at various countries (Canada, USA, Japan, S. Korea, India, China, etc.) to identify the location of these NGH reservoirs, to quantify the amount of gas deposited and to recover hydrate cores to analyze their thermophysical and geomechanical properties. Extensive research have also been carried out in laboratories to synthesis gas hydrate mimicking marine and permafrost conditions, and to study their fundamental behavior of formation and dissociation. In this study, we numerically analyzed an experiment of methane hydrate bearing sediment (P = 6.2 MPa) with hydrate saturation SH = 40% dissociation process induced by depressurization (P = 4 MPa) in a 1.0 L reactor with the production of water and gas. The simulation-predicted cumulative gas production shows an excellent agreement with the experimental measurement. In addition, from the evolution of phase saturation over time, it is revealed that hydrate dissociates from outer boundary to inner core. In addition, methane gas migrates to the reactor outer boundary first and accumulates to the upper section of the reactor mainly due to buoyance effect, while water drains down to the bottom of the reactor due to gravity. The parametric study on the fulids and thermal transport parameters (absolute permeability, k and HBS composite thermal conductivity, kθ) and the kinetic parameter (K°) concluded that the gas production process is predominated controlled by thermal and kinetic reaction paramters, while flow paramters does not play a significant role in the current smallscale reactor.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».