Целями настоящего исследования являются:

-    математическое исследование воздействия на насыщенные газом и водой пористые среды посредством инжекции холодного газа;

-    анализ влияния различных параметров, определяющих состояние пористой среды, а также интенсивности воздействия на динамику гидродинамических и температурных полей в пористой структуре;

-    определение наиболее выгодных режимов консервации газа при разработке способов его в газогидратном состоянии в пористых средах.

Математическое моделирование и численные эксперименты проведены в соответствии с современными методами исследования многофазных систем. Исследование включает создание теоретических моделей рассматриваемых процессов на основе системы дифференциальных уравнений механики гетерогенных систем; разработку алгоритмов численного моделирования; численные расчеты и анализ результатов.

В настоящей работе, во-первых, исследована задача об образовании газогидрата в диффузионном режиме, при котором скорость через твердую гидратную пленку, разделяющую газ и воду. Получено выражение для характерного времени полного перехода воды в гидратное состояние и сделана оценка для характерных размеров пористого образца, в котором скорость гидратообразования лимитируется кинетикой процесса.

Во-вторых, решена задача об образовании гидратов в пористой среде при закачке холодного газа, когда интенсивность образования гидрата лимитируется отводом скрытой теплоты гидратообразования. Построены аналитические решения для задач, как с фронтальными, так и с объективными зонами образования гидратов, получены условия существования данных решений. Установлены основные закономерности образования газогидратов в пористых пластах при инжекции холодного газа в зависимости от интенсивности воздействия и исходных параметров пористой среды. Показано, что при инжекции холодного газа в пористую среду, насыщенную газом и водой, образование гидрата может происходить как на фронтальной поверхности, так и в протяженной области. Режим с фронтальной поверхностью образования гидрата характерен для низкопроницаемых пористых сред с низким пластовым давлением и высокой начальной температурой. Установлено, что в случае объемного образования гидрата, большая протяженность области гидратообразования реализуется в высокопроницаемых пористых средах с высоким исходным давлением и низкой начальной температурой, а также при большей интенсивности инжекции газа в пласт. Возникновение объемной области образования гидрата сопровождается нагревом пласта выше исходной температуры даже при инжекции холодного газа, при этом величина нагрева увеличивается с повышением интенсивности нагнетания газа.