ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ВОВЛЕЧЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ ВОДЫ В СТРУЮ ДЛЯ ЗАДАЧИ О ТЕХНОГЕННЫХ РАЗЛИВАХ НЕФТИ

Аннотация

Ежегодно масштабы разработки нефтяных недр на территории Российской Федерации растут. Треть добываемых углеводородов приходится на морскую зону. В России морская нефтедобыча проходит в Охотском, Балтийском, Каспийском и Печорском морях. Нефтедобыча в шлейфе является технологически сложным процессом, тем самым растет актуальность создания безопасных процессов добычи, транспортировки и переработки нефтепродуктов.В случае пренебрежения техникой безопасности, игнорирования ежегодных диагностических и ремонтных работ могут возникнуть факторы, провоцирующие возникновение техногенных аварий, приводящих к природным катастрофам. Последствия аварийных нефтяных разливов приводят к уничтожению флоры и фауны в окружающей среде. Для полной ликвидации нефтеразлива требуются немалые экономические, технологические и временные ресурсы.Морской нефтеразлив ведет к образованию затопленных струй, распространяющих углеводороды в окружающую среду. Прогнозируя поведение данной затопленной струи, возможно ускорение процесса ликвидации аварийного разлива нефти.В работе рассмотрена задача образования поврежденного источника нефтепродуктов. Данный источник течения нефти мог быть образован вследствие повреждения нефтепровода. По условию задачи данный источник расположен на дне водоема и имеет следующие теплофизические характеристики: объемный расход нефти, температуру, плотность и т.д. В задаче рассматриваются характеристики среды, отличающиеся небольшой глубиной пролегания нефтепровода, поэтому образование гидрата не учитывается.Для решения задачи используется интегральный лагранжевый метод контрольных объемов. Согласно этому методу, затопленная струя рассматривается как последовательность цилиндрических контрольных объемов, обладающих собственными характеристиками, такими как радиус, высота, плотность, коэффициент содержания нефти, температура, скорость и т.д. В зависимости от перемещения контрольного объема пересчитываются вышеуказанные параметры. На данную затопленную струю влияют также характеристики окружающей среды: температура и соленость воды, наличие подводного течения.В результате была построена математическая модель, содержащая в себе основные уравнения, описывающие процессы течения нефти с учётом вовлечения. Для точности модели подробно рассматривается уточненный параметр вовлечения окружающей жидкости в струю. На основе математической модели были проведены вычисления для различных форматов вовлечения воды в струю для случаев нефтяных разливов. Для выявления зависимостей теплофизических характеристик были построены графики.