مدل سازی و شبیه سازی تجزیه هیدرات های متان بستر اقیانوس ها در اثر عبور خطوط لوله نفت و گاز

از آنجا که هیدرات های گازی بزرگترین منبع کربن آلی بر روی کره زمین بوده و بخش عظیمی از هیدرات های گازی ، هیدرات های گاز متان می باشند و با توجه به نیاز به یک منبع انرژی جایگزین برای منابع مخازن هیدروکربنی جهت تامین انرژی مورد نیاز آینده ،مبحث هیدرات های گازی متان بسیار مورد توجه و مطالعه قرار گرفته است.بخش زیادی از هیدرات های متان در لایه های بستر اقیانوس ها قرار دارند که این مسئله بازیابی و استخراج گاز متان را دشوار کرده است .از طرف دیگر تجزیه هیدرات های گازی می تواند منجر به وقوع مشکلاتی از جمله نشست بستر اقیانوس ها،زمین لرزه ،ناپایداری کف دریا،پراکندگی رسوبات در اثر فشار گاز آزاد شده ،گرم شدن بیش از پیش زمین و اسیدی شدن آب دریا و صدمه به اکوسیستم اقیانوسی بشود. مسئله وجود و تجزیه هیدرات های کف دریاها و اقیانوس ها همچنین دشواری هایی برای صنعت نفت و گاز مخازن دریایی به بار آورده است. از جمله حفاری غیر ایمن مناطق شامل هیدرات و تجزیه حرارتی هیدرات های بستر اقیانوس ها در اثر عبور خطوط لوله انتقال نفت و گاز و یا سایر تجهیزات مرتبط و در نتیجه ایجاد ناپایداری در بستر دریا و بروز مشکلات یاد شده و علاوه بر آن انفجار و صدمه به تجهیزات استخراج و انتقال سوخت بشود. از این رو بررسی تجزیه خود بخودی هیدرات های بستر اقیانوس ها در اثر عبور خطوط انتقال نفت و گاز از مخازن دریایی از اهمیت بسزایی برخوردار است. پژوهش هایی در زمینه مدل سازی و شبیه سازی تجزیه هیدرات ها ی بستر اقیانوس ها در اثر تزریق بخار ،آب و یا سیال داغ دیگری و یا گرمایش الکترو مغناطیسی رسوبات جهت بازیابی و استخراج گاز متان از مخازن هیدرات انجام گرفته است که در تمامی آنها دمای منبع گرم یعنی همان لوله حاوی سیال داغ و یا الکترود، بر حسب طول آن ثابت در نظر گرفته شده است.در این پژوهش فرآیند تجزیه پیش بینی نشده ی هید رات های متان بستر دریا،در اثر عبور خطوط انتقال گاز از مخازن دریایی و نه به عنوان گرم کردن عمدی رسوبات جهت بازیابی متان، مدلسازی و شبیه سازی شده است که می تواند موجب بروز مشکلات ذکر شده بشود.بعلاوه توزیع دمای سه بعدی در لایه رسوبات بستر اقیانوس به صورت تابعی از سه متغیر شعاع،ارتفاع و زمان محاسبه شده است. در این پایان نامه پس از مدلسازی سه بعدی و شبیه سازی به کمک نرم افزار comsolومحاسبه توزیع دمای رسوبات در اثر عبور خطوط لوله نفت وگاز، از طریق مقایسه دمای رسوبات با دمای تعادلی تشکیل هیدرات ،حجم تقریبی هیدرات تجزیه شده ،گاز آزاد شده و مرز تقریبی تجزیه هیدرات تخمین زده شده وچنین نتیجه گیری می شود که عبور لوله های انتقال نفت و گاز از میان رسوبات حاوی هیدرات ،می تواند موجب تجزیه هیدرات ها و آزاد شدن حجم عظیمی از گاز متان وبروز مشکلاتی احتمالی ذکر شده بشود لذا عبور انتقال سوخت از مخازن زیر دریایی در مناطق شامل هیدرات های گازی می بایست مورد دقت و توجه قرار بگیرد