Газовые гидраты в природных условиях

Пока известен только один пример добычи газа из СПГГ — на Мессояхском газовом месторождении в Сибири. Это месторождение, открытое в 1968 г., стало первым месторождением в северной части Западно-Сибирского бассейна, из которого был получен газ. К середине 80-х годов в бассейне было открыто более 60 других месторождений. Суммарные запасы этих месторождений составляли 22 трлн. М3 или одну треть мировых запасов газа. Согласно оценке, сделанной до начала добычи, запасы Мессояхского месторождения были равны 79 млн. м3 газа, из которых одна треть содержалась в гидратах, перекрывающих зону свободного газа.

Если не считать Мессояхского месторождения, наиболее изученными являются СПГГ в районе Прудо Бей — Кипарук  Ривер на Аляске. В 1972 г. на разведочной скважине ARC0 и Exxon 2 Норт-Уэст Эйлин на Северном склоне Аляски были подняты гидратосодержащие образцы в герметизированных керноотборниках. По градиентам давления и температуры в регионе можно рассчитать толщину зоны устойчивого состояния или стабильности гидратов в районе Прудо Бей — Кипарук Ривер. Согласно оценкам, гидраты должны быть сосредоточены в интервале 210— 950 м.[5]

7.Районы современной разведки на гидраты.

Специалисты Геологической  службы Канады (GCSJ), Японской национальной нефтяной корпорации (JN0CI), Японской нефтяной разведочной компании (JAPEX1), Геологической службы США, Министерства энергетики США и нескольких компаний, в том числе Шлюмберже, провели исследование газогидратной залежи в дельте р. Маккензи (Северо-Западные территории, Канада) в рамках совместного проекта. В 1998 г. рядом со скважиной кампании Imperial Oil Ltd., вскрывшей скопление гидратов, была пробурена новая исследовательская скважина Маллик 2L-38. Цель этой работы заключалась в том, чтобы оценить свойства гидратов в естественном залегании и оценить возможность определения этих свойств с помощью скважинных приборов, спускаемых на кабеле.

Опыт, приобретенный в  ходе исследований на скв. Маллик, оказался очень полезным для изучения свойств  природных гидратов. JAPEX и связанные  с ней группы решили начать новый  проект бурения на гидраты во впадине Нанкай на шельфе Японии. Около десятка площадей были оценены как перспективные на гидраты по признаку наличия BSR( подобнодонные отражающие границы).[5,6]

8.Проблема промышленного освоения газогидратной формы скопления углеводородов.

Устойчивость морского дна. Разложение гидратов может привести к нарушению устойчивости придонных  отложений на континентальных склонах. Подошва залежей газовых гидратов может быть местом резкого снижения прочности толщи осадочных пород. Присутствие гидратов может препятствовать нормальному уплотнению и консолидации отложений. Поэтому свободный газ, удерживаемый ниже залежей газовых гидратов, может оказаться под повышенным давлением. Таким образом, любая из технологий разработки месторождений гидратов может оказаться успешной только в том случае, если будет исключено дополнительное снижение устойчивости пород. Пример осложнений, возникающих при разложении гидратов, можно найти у Атлантического побережья США. Здесь уклон морского дна составляет 5°, и при таком уклоне дно должна быть устойчиво. Однако наблюдается много подводных оползневых уступов. Глубина этих уступов близка к предельной глубине зоны стабильности гидратов. В районах, где происходили оползни, BSR менее отчетливы. Это может служить признаком того, что в настоящее время гидратов уже нет, так как они переместились. Существует гипотеза, согласно которой при снижении давления в СПТТ, как это должно было произойти при снижении уровня моря в ледниковый период, могло начаться разложение гидратов на глубине и, как следствие, сползание отложений, насыщенных гидратами[6]

Такие районы были обнаружены у побережья Сев. Каролины, США. В  зоне огромного подводного оползня  шириной 66 км сейсмическими исследованиями было установлено наличие массивного СПТТ по обе стороны от оползневого уступа. Однако под самим уступом гидратов нет.

Подводные оползни, обусловленные  наличием гидратов, могут повлиять на устойчивость морских платформ и  трубопроводов. Нефтегазовые компании,

Многие специалисты  считают, что часто упоминаемые оценки количества метана в гидратах преувеличены. И даже если эти оценки верны, гидраты могут быть рассеяны в осадочных породах, а не сконцентрированы в виде крупных скоплений. В таком случае добывать их может быть сложно, экономически не выгодно и опасно для окружающей среды.

9.Методы добычи метана из гидратов.

Газовые гидраты относят  к группе нетрадиционных источников углеводородов, в которую входят метан из угольных пластов, углеводороды, содержащиеся в битуминозных песчаниках, и черные сланцы. Некоторые из этих источников (к числу которых не относятся гидраты) уже используются в промышленном масштабе. В большинстве случаев переход неиспользуемого нетрадиционного источника в разряд используемых зависит от размера инвестиций и уровня развития технологии.

Разработка технологий добычи метана из гидратов до последнего времени оставалась прерогативой газовой  промышленности и происходила медленно. Сейчас рассматриваются три метода: это - снижение давления, нагрев и закачка  ингибиторов гидратообразования. Первый метод предусматривает снижение давления до уровня, достаточного для разложения гидратов. Этот метод можно применить только там, где можно отбирать свободный газ из зоны, прилегающей к залежам газовых гидратов. При этом снижается пластовое давление в залежах газовых гидратов, как это происходило на Мессояхском месторождении.

Если под залежами газовых гидратов нет свободного газа, то подходящим решением может быть нагрев до температуры, при которой происходит разложение гидратов. Примерам реализации этого способа может быть закачка относительна теплой морской воды в газогидратный пласт на шельфе.

Закачка ингибиторов, таких  как метанол, приводит к изменению  значения равновесных параметров гидратов (повышение давления диссоциации, снижение температуры диссоциации). В результате гидраты разлагаются, и выделяется метан.

Наиболее приемлемым методом с практической точки  зрения является закачка теплой воды. Однако газовые гидраты могут  считаться потенциальным источником углеводородов только в том случае, когда можно доказать, что полученная в результате энергия превосходит энергию, необходимую для выделения метана.[6]

10.Другие возможности использования гидратов газов.

Независимо от того, станут ли природные гидраты еще одним  мировым источником топлива, накопленные  знания о гидратах открывают другие возможности их использования. Исследователи  Норвежского научно-технологического университета изучают возможность  хранения и транспортирования природного газа в виде гидратов при атмосферном давлении. Проведенные в университете эксперименты показали, что образовавшиеся гидраты не разлагаются при атмосферном давлении, если они находятся при температуре -15градусов С или ниже. Этот факт позволяет наметить следующие технологии:

• Попутный газ с нефтяных месторождений можно перевести в гидратное состояние и транспортировать танкерами. Можно также смешивать измельченные гидраты с охлажденной нефтью и транспортировать в виде пульпы танкерами или по трубопроводам.
• Если нельзя использовать трубопроводы то можно транспортировать замороженные гидраты на большие расстояния таким же образом, как сжиженный природный газ (СПГГ)
• Если требуется хранить газ, его можно перевести в гидратное состояние и хранить 
  охлажденным при атмосферном давлении.
• Азот, углекислый газ и сероводород могут быть отделены от метана путем перевода его в гидратное состояние.

Процесс гидратообразования можно использовать для опреснения воды и 
выделения из нее биологических материалов.

Углекислый газ может  быть извлечен из атмосферного воздуха  и переведен в гидратное состояние  для хранения и последующего захоронения  в глубоководных зонах.

Чем больше стран будут  отказываться от сжигания газа в факелах  и чем больше добывающих компаний захотят найти альтернативу строительству трубопроводов, тем скорее будет развиваться технология перевода газа в гидратное состояние для транспортирования или захоронения.[7]

Заключение.

К природным газогидратам нефтяные компании пока интереса не проявляют. В то же время на рынке технологий в скором времени появится новый продукт, основанный на свойстве природного газа в определенных условиях образовывать твердые соединения (кстати, до сих пор это свойство приносило одни хлопоты и расходы, так как благодаря ему в газопроводах в зимнее время нередко возникают газогидратные пробки). К разработке этого продукта причастны сразу несколько крупных компаний, включая Shell, Total, Arco, Phillips и другие. Речь идет о преобразовании природного газа в газогидраты, что обеспечивает его транспортировку без использования трубопровода и хранение в наземных хранилищах при нормальном давлении. Разработка этой технологии явилась побочным продуктом десятилетних исследований природных газогидратов в норвежских научных лабораториях. В последние два года эти исследования приняли форму коммерческого проекта, поддерживаемого совместно Научно-исследовательским Советом Норвегии и транснациональными нефтяными компаниями.

Рассмотрение газовых  гидратов в качестве источника энергии, безусловно, очень важное достижение для энергетической отрасли. С ежегодным ростом потребления углеводородного сырья будет повышаться и интерес к нетрадиционным источникам топлива. И нас ждет огромное количество открытий, связанных с газовыми гидратами.

Список литературы.

1. Российский химический журнал, том 47 №3,2003
2. Макогон Ю.Ф. «Гидраты природных газов», Недра, 1974
3. Истомин В.А. «Газовые гидраты в природных условиях»,Недра,1992
4. Квенволден К.А., Академия науки,1994. Издание 715. P. 232-246.
5. Баженова О.К., Бурлин Ю.К. «Геология и геохимия нефти и газа», МГУ 2004
6. Трофимчук А.А., Черский Н.В., Царев В.П. Гидраты – новый источник углеводородов// Природа – 1979. №1.
7. Была использована информация с сайта: geo.web.ru