Gazgidratlarning tarkibi va xossalari. Gaz gidratlari - iv_g

Milliy mineral resurslar universiteti konchilik

Ilmiy maslahatchi: Gulkov Yuriy Vladimirovich, texnika fanlari nomzodi, Milliy mineral va xomashyo konchilik universiteti

Izoh:

Ushbu maqolada kimyoviy va jismoniy xususiyatlar gaz gidratlari, ularni o'rganish va tadqiq qilish tarixi. Bundan tashqari, gaz gidratlarini tijorat ishlab chiqarishni tashkil etishga to'sqinlik qiluvchi asosiy muammolar ko'rib chiqiladi.

Ushbu maqolada biz gaz gidratlarining kimyoviy va fizik xususiyatlarini, ularni o'rganish va tadqiq qilish tarixini tasvirlaymiz. Bundan tashqari, gaz gidratlarini tijorat ishlab chiqarishni tashkil etishga to'sqinlik qiluvchi asosiy muammolar ko'rib chiqiladi.

Kalit so‘zlar:

gaz gidratlari; energiya; tijorat konlari; Muammolar.

gaz gidratlari; energetika; tijorat qazib olish; Muammolar.

UDC 622.324

Kirish

Dastlab inson o'z kuchlarini energiya manbai sifatida ishlatgan. Biroz vaqt o'tgach, yog'och va organik energiya yordamga keldi. Taxminan bir asr oldin ko'mir asosiy energiya manbasiga aylandi, 30 yil o'tgach, neft o'zining ustuvorligini o'rtoqlashdi. Bugungi kunda dunyo energetikasi gaz-neft-ko‘mir triadasiga asoslanadi. Biroq, 2013 yilda bu balans Yaponiya energetika kompaniyalari tomonidan gazga o'tkazildi. Yaponiya - dunyo gaz importi boʻyicha yetakchi. Neft, gaz va metallar davlat korporatsiyasi (JOGMEC) (Japan Oil, Gas & Metals National Corp.) dunyoda birinchi boʻlib Tinch okeani tubidagi metangidratdan 1,3 kilometr chuqurlikdan gaz olishga muvaffaq boʻldi. . Sinov ishlab chiqarish atigi 6 hafta davom etdi, rejada ikki haftalik ishlab chiqarish ko'zda tutilganiga qaramay, 120 ming kub metr tabiiy gaz ishlab chiqarildi.Bu kashfiyot mamlakatni importdan mustaqil bo'lish, iqtisodiyotini tubdan o'zgartirish imkonini beradi. Gazgidrat nima va u global energetika sanoatiga qanday ta'sir qilishi mumkin?

Ushbu maqolaning maqsadi gaz gidratlarini ishlab chiqishdagi muammolarni ko'rib chiqishdir.

Buning uchun quyidagi vazifalar belgilandi:

• Gaz gidratini tadqiq qilish tarixini o'rganing
• Kimyoviy va fizik xususiyatlarini o'rganish
• Rivojlanishning asosiy muammolarini ko'rib chiqing

Muvofiqlik

An'anaviy resurslar Yer bo'ylab bir tekis taqsimlanmagan, bundan tashqari ular cheklangan. Zamonaviy hisob-kitoblarga ko'ra, bugungi kundagi iste'mol me'yorlari bo'yicha neft zaxiralari 40 yil, tabiiy gaz energiya resurslari - 60-100 yil davom etadi. Slanets gazining jahon zahiralari taxminan 2500-20000 trln. kub m.Bu insoniyatning ming yildan ortiq energiya zahirasi.Gidratlarni tijorat yoʻli bilan qazib olish jahon energetikasini sifat jihatidan yangi bosqichga koʻtarar edi. Boshqacha aytganda, gazgidratlarni o‘rganish insoniyat uchun muqobil energiya manbasini ochib berdi. Ammo ularni o‘rganish va tijorat asosida ishlab chiqarishda qator jiddiy to‘siqlar ham mavjud.

Tarix ma'lumotnomasi

Gaz gidratlarining mavjudligi ehtimoli IN Strizhov tomonidan bashorat qilingan, ammo u ularni qazib olishning maqsadga muvofiq emasligi haqida gapirdi. Metangidrat birinchi marta laboratoriyada 1888 yilda Villars tomonidan boshqa engil uglevodorodlarning gidratlari bilan birga olingan. Gaz gidratlari bilan dastlabki to'qnashuvlar energiya ishlab chiqarishga muammo va to'siqlar sifatida qaraldi. 20-asrning birinchi yarmida gaz gidratlari Arktika mintaqalarida (0 ° C dan yuqori haroratlarda) joylashgan gaz quvurlarining tiqilib qolishiga sabab bo'lganligi aniqlandi. 1961 yilda Vasilev V.G., Makagon Yu.F., Trebin F.A., Trofimuk A.A., Cherskiy N.V.ning kashfiyoti qayd etildi. "Tabiiy gazlarning er qobig'ining qattiq holatida bo'lish xususiyati" yangiligidan xabar berdi tabiiy manba uglevodorodlar - gazgidrat. Shundan so'ng, ular an'anaviy resurslarning tugashi haqida baland ovozda gapira boshladilar va 10 yil o'tgach, birinchi gaz gidrat koni 1970 yil yanvar oyida Arktikada, G'arbiy Sibir chegarasida topilgan, u Messoyaxa deb nomlangan. Keyinchalik SSSR va boshqa ko'plab mamlakatlar olimlarining katta ekspeditsiyalari amalga oshirildi.

Kimyo va fizika so'zi

Gazgidratlar - bu "qafasdagi gaz" kabi suv molekulalari bilan o'ralgan gaz molekulalari. Bu suv klatrat ramkasi deb ataladi. Tasavvur qiling-a, yozda siz kaftlaringizda kapalak tutdingiz, kapalak gaz, kaftlaringiz suv molekulalari. Chunki siz kelebekni tashqi ta'sirlardan himoya qilasiz, lekin u o'zining go'zalligi va individualligini saqlab qoladi. Klatrat ramkasida gaz shunday tutadi.

Gidrat hosil bo'lish sharoitiga va holatiga qarab, gidratlar tashqi ko'rinishida turli shakldagi aniq aniqlangan shaffof kristallarga o'xshaydi yoki zich siqilgan "qor" amorf massasini ifodalaydi.

Gidratlar ma'lum termobarik sharoitlarda - fazaviy muvozanatda paydo bo'ladi. Da atmosfera bosimi tabiiy gazlarning gazgidratlari 20-25 ° S gacha mavjud. Uning tuzilishiga ko'ra, bir hajmli gazgidratda 160-180 hajmgacha toza gaz bo'lishi mumkin. Metangidratning zichligi taxminan 900 kg / m³ ni tashkil qiladi, bu suv va muzning zichligidan past. Fazaviy muvozanat buzilganda: haroratning oshishi va / yoki bosimning pasayishi, gidrat katta miqdordagi issiqlikni yutish bilan gaz va suvga parchalanadi. Kristalli gidratlar yuqori elektr qarshilikka ega, tovushni yaxshi o'tkazadi va erkin suv va gaz molekulalarini amalda o'tkazmaydi va past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.

Rivojlanish

Gaz gidratlariga kirish qiyin, chunki Bugungi kunga kelib, gazgidrat konlarining qariyb 98 foizi okeanning shelf va kontinental yonbag'irlarida, 200-700 m dan ortiq suv chuqurliklarida va atigi 2 foizi materiklarning subpolyar qismlarida to'planganligi aniqlangan. . Shu sababli, gaz gidratlarini tijorat ishlab chiqarishni rivojlantirish muammolari ularning konlarini o'zlashtirish bosqichidayoq duch kelmoqda.

Bugungi kunga kelib gazgidrat konlarini aniqlashning bir qancha usullari mavjud: seysmik zondlash, gravimetrik usul, kon ustidagi issiqlik va diffuz oqimlarni oʻlchash, oʻrganilayotgan hududdagi elektromagnit maydon dinamikasini oʻrganish va boshqalar.

Seysmik zondlashda ikki oʻlchovli (2-D) seysmik maʼlumotlardan gidrat bilan toʻyingan kollektor ostida erkin gaz borligida foydalaniladi, gidratga toʻyingan jinslarning pastki holati aniqlanadi. Ammo seysmik qidiruv ishlarida konning sifatini, jinslarning gidrat bilan toʻyinganlik darajasini aniqlab boʻlmaydi. Bundan tashqari, seysmik qidiruv ishlari murakkab relyefga taalluqli emas, ammo iqtisodiy tomondan bu foydaliroq, ammo uni boshqa usullarga qo'shimcha ravishda qo'llash yaxshiroqdir.

Masalan, seysmik qidiruvga qo'shimcha ravishda elektromagnit qidiruvni qo'llash orqali bo'shliqlarni to'ldirish mumkin. Bu gaz gidratlarining paydo bo'lish joylarida individual qarshilik tufayli toshni aniqroq tavsiflash imkonini beradi. AQSh Energetika vazirligi uni 2015 yildan boshlab o'tkazishni rejalashtirmoqda. Qora dengiz konlarini o'zlashtirishda seysmoelektromagnit usuli qo'llanilgan.

Gidratning parchalanish jarayoni bir vaqtning o'zida termal ta'sir qilish bilan bosimning pasayishi bilan birga bo'lganda, to'yingan konlar konini kombinatsiyalangan ishlab chiqarish usuli yordamida o'zlashtirish ham iqtisodiy jihatdan samarali hisoblanadi. Bosimning pasayishi gidratlarning dissotsiatsiyasiga sarflangan issiqlik energiyasini tejaydi va g'ovak muhitning qizdirilishi chuqurlik hosil bo'lish zonasida gaz gidratlarining qayta hosil bo'lishiga yo'l qo'ymaydi.

Konchilik

Keyingi to'siq to'g'ridan-to'g'ri hidratlarni olishdir. Hidratlar qattiq shaklda yotadi, bu esa qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Gazgidrat ma'lum termobarik sharoitda yotganligi sababli, ulardan biri buzilgan taqdirda u gaz va suvga parchalanadi, shunga muvofiq quyidagi gidrat olish texnologiyalari ishlab chiqilgan.

1. Depressurizatsiya:

Gidrat fazaviy muvozanatdan chiqib ketganda, u gaz va suvga parchalanadi. Ushbu texnologiya o'zining ahamiyatsizligi va iqtisodiy maqsadga muvofiqligi bilan mashhur, bundan tashqari, 2013 yilda birinchi yapon qazib olish muvaffaqiyati uning yelkasiga tushadi. Lekin hamma narsa juda pushti emas: natijasida suv davomida past haroratlar uskunani yopishi mumkin. Bundan tashqari, texnologiya, albatta, samarali, chunki. 13 000 kub. m gazni tashkil etadi, bu isitish texnologiyasidan foydalangan holda bir konda ishlab chiqarish ko'rsatkichlaridan bir necha baravar yuqori - 470 kubometr. m gaz 5 kun ichida. (jadvalga qarang)

2. Isitish:

Shunga qaramay, siz hidratni gaz va suvga parchalashingiz kerak, lekin issiqlik ta'minoti orqali. Issiqlik turli yo'llar bilan ta'minlanishi mumkin: sovutish suvi quyish, issiq suv aylanishi, bug 'isitish, elektr isitish. Men Dortmund universiteti tadqiqotchilari tomonidan ixtiro qilingan qiziqarli texnologiya haqida to'xtalib o'tmoqchiman. Loyiha gaz gidrat konlari uchun quvur yotqizishni o'z ichiga oladi dengiz tubi. Uning o'ziga xosligi shundaki, quvur er-xotin devorga ega. 30-40˚S gacha qizdirilgan dengiz suvi, fazaviy o'tish harorati ichki quvur orqali dalaga etkazib beriladi va gazsimon metan pufakchalari suv bilan birga tashqi quvur orqali ko'tariladi. U erda metan suvdan ajratiladi, tanklarga yoki magistral quvurga yuboriladi va iliq suv gaz gidrat konlariga qaytadi. Biroq, bu ekstraktsiya usuli yuqori xarajatlarni, etkazib beriladigan issiqlik miqdorini doimiy ravishda oshirishni talab qiladi. Bunday holda, gaz gidrati sekinroq parchalanadi.

3. Inhibitorning kiritilishi:

Bundan tashqari, hidratning parchalanishi uchun men inhibitorning kiritilishidan foydalanaman. Bergen universitetining fizika-texnika institutida karbonat angidrid ingibitor sifatida qabul qilingan. Ushbu texnologiya yordamida gidratlarning o'zlari to'g'ridan-to'g'ri ekstraktsiyasiz metan olish mumkin. Ushbu usul allaqachon AQSh Energetika vazirligi ko'magida Yaponiya milliy neft, gaz va metallar korporatsiyasi (JOGMEC) tomonidan sinovdan o'tkazilmoqda. Ammo bu texnologiya atrof-muhit uchun xavfli va yuqori xarajatlarni talab qiladi. Reaksiyalar sekinroq davom etadi.

Loyiha nomi	sana	Ishtirokchi davlatlar	Kompaniyalar	Texnologiya
Mallik, Kanada		Yaponiya, AQSh kanali, Germaniya, Hindiston	JOGMEC, BP, Chevron Texaco	Isitgich (sovutish suvi)
Alyaskaning shimoliy qiyaligi, AQSh		AQSh, Yaponiya	Conoco Phillips, JOGMEC	Karbonat angidrid in'ektsiyasi, inhibitor in'ektsiyasi
Alyaska, AQSh			BP, Schlumberger	Gaz gidratining xususiyatlarini o'rganish uchun burg'ulash
Mallik, Kanada		Yaponiya, Kanada	JOGMEC xususiy davlat konsorsiumining bir qismi sifatida	Depressurizatsiya
muzdagi olovIgnikSikumi), Alyaska, AQSh		AQSh, Yaponiya, Norvegiya	Conoco Phillips, JOGMEC, Bergen universiteti (Norvegiya)	karbonat angidrid in'ektsiyasi
Qo'shma loyiha (qo'shmaSanoatloyiha) Meksika ko'rfazi, AQSH			Chevron konsorsium rahbari sifatida	Gaz gidratlarining geologiyasini o'rganish uchun burg'ulash
Atsumi yarim oroli yaqinida, Yaponiya			JOGMEC, JAPEX, Japan Drilling	Depressurizatsiya

Manba - ochiq manbali materiallarga asoslangan tahliliy markaz

Texnologiya

Gidratlarni tijorat ishlab chiqarish rivojlanmaganligining yana bir sababi katta investitsiyalarni keltirib chiqaradigan ularni foydali ishlab chiqarish texnologiyasining etishmasligidir. Texnologiyaga qarab, turli xil to'siqlar paydo bo'ladi: gaz gidratlarining qayta shakllanishiga va quduqlarning tiqilib qolishiga yo'l qo'ymaslik uchun kimyoviy elementlarni kiritish va / yoki mahalliy isitish uchun maxsus uskunaning ishlashi; qumni qazib olishga to'sqinlik qiladigan texnologiyalardan foydalanish.

Misol uchun, 2008 yilda Kanada Arktikasidagi Mallik konining dastlabki hisob-kitoblariga ko'ra, o'zlashtirish xarajatlari ming tonna uchun 195-230 dollarni tashkil etgani ko'rsatilgan. kub m erkin gaz ustida joylashgan gaz hidratlari uchun va 250-365 dollar / ming oralig'ida. kub m erkin suv ustida joylashgan gaz gidratlari uchun.

Ushbu muammoni hal qilish uchun ilmiy xodimlar orasida gidratlarni tijorat yo'li bilan qazib olishni ommalashtirish kerak. Ilmiy konferentsiyalar, eski uskunalarni yaxshilash yoki yangi uskunalarni yaratish uchun ko'proq ilmiy konferentsiyalar tashkil qiling, bu esa arzonroq xarajatlarni ta'minlaydi.

ekologik xavf

Bundan tashqari, gazgidrat konlarini o'zlashtirish muqarrar ravishda atmosferaga tabiiy gaz chiqindilari hajmining oshishiga va natijada issiqxona effektining kuchayishiga olib keladi. Metan kuchli issiqxona gazidir va atmosfera muddati CO₂ga qaraganda qisqaroq bo'lishiga qaramay, emissiya tufayli isish katta miqdorda metan karbonat angidriddan kelib chiqqan isinishdan o'n baravar tezroq bo'ladi. Bundan tashqari, agar global isish, issiqxona effekti yoki boshqa sabablarga ko'ra kamida bitta gaz gidrat konining qulashi sabab bo'lsa, bu atmosferaga metanning ulkan tarqalishiga olib keladi. Va xuddi qor ko'chkisi kabi, bir hodisadan ikkinchisiga olib keladi global o'zgarish Yerdagi iqlim va bu o'zgarishlarning oqibatlarini hatto taxmin qilib bo'lmaydi.

Bunga yo'l qo'ymaslik uchun kompleks qidiruv tahlillari ma'lumotlarini birlashtirish, konlarning mumkin bo'lgan harakatlarini bashorat qilish kerak.

Portlash

Konchilar uchun yana bir hal etilmagan muammo - bu gaz gidratlarining eng kichik silkinishda "portlash" uchun juda yoqimsiz xususiyati. Bunday holda, kristallar tezda gazsimon holatga o'tish bosqichidan o'tadi va asl hajmidan bir necha o'n baravar katta hajmga ega bo'ladi. Shu sababli, yapon geologlarining ma'ruzalarida metan gidratlarining rivojlanish istiqbollari - axir, bir qator olimlar, jumladan, Berklidagi Kaliforniya universiteti professori Robert Bining fikriga ko'ra, Deepwater Horizon burg'ulash platformasining halokati haqida juda ehtiyotkorlik bilan gapiriladi. , burg'ulashchilar tomonidan bezovta qilingan pastki gidrat konlaridan hosil bo'lgan ulkan metan pufakchasining portlashi natijasi edi.

Neft va gaz

Gaz gidratlari nafaqat energiya resursi nuqtai nazaridan, balki neft qazib olishda ham ko'proq uchraydi. Va yana, biz Meksika ko'rfazidagi Deepwater Horizon platformasining cho'kishiga murojaat qilamiz. Keyinchalik, qochib ketgan neftni nazorat qilish uchun favqulodda quduqning tepasiga joylashtirilishi rejalashtirilgan maxsus quti qurilgan. Ammo neft juda gazlangan bo'lib chiqdi va metan qutining devorlarida gaz gidratlarining butun muz qatlamlarini hosil qila boshladi. Ular suvdan taxminan 10% engilroq va gaz gidratlari miqdori etarlicha kattalashganda, ular shunchaki qutini ko'tarishni boshladilar, bu esa, umuman olganda, mutaxassislar tomonidan oldindan bashorat qilingan.

Xuddi shu muammo an'anaviy gaz ishlab chiqarishda ham uchragan. "Tabiiy" gaz gidratlaridan tashqari, mo''tadil va sovuq iqlim sharoitida joylashgan magistral gaz quvurlarida gaz gidratlarining paydo bo'lishi katta muammo hisoblanadi, chunki gaz gidratlari gaz quvurini yopishi va uning o'tkazuvchanligini kamaytirishi mumkin. Buning oldini olish uchun tabiiy gazga qo'shilmaydi ko'p miqdorda inhibitor yoki faqat isitishdan foydalaning.

Bu muammolar ishlab chiqarishda bo'lgani kabi hal qilinadi: bosimni pasaytirish, isitish, inhibitorni kiritish.

Xulosa

Ushbu maqolada gaz hidratlarini tijorat maqsadlarida ishlab chiqarishga to'sqinlik qiladigan to'siqlar ko'rib chiqildi. Ular gaz konlarini o'zlashtirish bosqichida, to'g'ridan-to'g'ri qazib olish jarayonida uchraydi. Bundan tashqari, gazgidratlar hozirgi vaqtda neft va gaz qazib olishda muammo hisoblanadi. Bugungi kunda gaz gidratlarining ta'sirchan zahiralari, iqtisodiy rentabelligi ma'lumot to'plash va tushuntirishlarni talab qiladi. Mutaxassislar hali ham izlanishda optimal echimlar gazgidrat konlarini o'zlashtirish. Ammo texnologiya rivojlanishi bilan konlarni o'zlashtirish xarajatlari kamayishi kerak.

Bibliografik ro'yxat:

1. Vasilev A., Dimitrov L. Qora dengizdagi gaz gidratlarining fazoviy taqsimoti va zahiralarini baholash // Geologiya va geofizika. 2002 yil. № 7. 43-v.
2. Dyadin Yu.A., Gushchin A.L. gaz gidratlari. // Soros Educational Journal, No 3, 1998, p. 55–64
3. Makogon Yu.F. Tabiiy gaz gidratlari: taqsimoti, shakllanish modellari, resurslari. – 70 s.
4. A. A. Trofimuk, Yu. 6-komanda-vymlnefti/detail/32-komanda-vympelnefti
5. Kimyo va hayot, 2006 yil, 6-son, 8-bet.
6. Yerning o‘limiga oz qolgan kun - 5. 12. 2002 yil [ elektron resurs] http://www.bbc.co.uk/science/horizon/2002/dayearthdied.shtml

Sharhlar:

12.12.2015, 12:12 Mordashev Vladimir Mixaylovich
Ko‘rib chiqish: Maqola istiqbolli energiya resursi - gaz gidratlarini ishlab chiqishning dolzarb vazifasi bilan bog'liq muammolarning keng doirasiga bag'ishlangan. Ushbu muammolarni hal qilish, jumladan, ko'pincha tartibsiz, tartibsiz bo'lgan ilmiy va texnologik tadqiqotlarning geterogen ma'lumotlarini tahlil qilish va umumlashtirishni talab qiladi. Shuning uchun, sharhlovchi o'z mualliflariga tavsiya qiladi keyingi ish"Betartiblik uchun empirizm" maqolasiga e'tibor bering, sayt, No 24, 2015 yil, p. 124-128. "Gaz gidratlarini rivojlantirish muammolari" maqolasi, shubhasiz, keng doiradagi mutaxassislar uchun qiziqish uyg'otadi, u nashr etilishi kerak.

18.12.2015 02:02 Muallifning sharhiga javob berish Polina Robertovna Kurikova:
Men maqola bilan tanishdim, mavzuni yanada rivojlantirish, o'tilgan muammolarni hal qilish, men ushbu tavsiyalardan foydalanaman. Rahmat.

Bir necha yil oldin iqtisodchilar, ya'ni texnologiyadan uzoq odamlar orasida "uglevodorodlarning kamayishi" nazariyasi mashhur edi. Global moliyaviy elitaning rangini tashkil etuvchi ko'plab nashrlarda muhokama qilindi: agar yaqinda sayyorada, masalan, neft tugasa, dunyo qanday bo'ladi? Va "charchash" jarayoni, ta'bir joiz bo'lsa, faol bosqichga kirganda, uning narxi qanday bo'ladi?

Biroq, hozir tom ma'noda bizning ko'z o'ngimizda sodir bo'layotgan "slanets inqilobi" bu mavzuni hech bo'lmaganda fonga olib tashladi. Oldin bir nechta mutaxassislar aytgani hammaga ayon bo'ldi: sayyorada hali ham uglevodorodlar etarli. Ularning jismoniy charchoqlari haqida gapirishga hali erta.

Haqiqiy masala uglevodorodlarni ilgari erishib bo'lmaydigan deb hisoblangan manbalardan qazib olish imkonini beruvchi yangi ishlab chiqarish texnologiyalarini ishlab chiqish, shuningdek, ular yordamida olingan resurslarning narxidir. Siz deyarli hamma narsani olishingiz mumkin, faqat qimmatroq bo'ladi.

Bularning barchasi insoniyatni yangi "an'anaviy yoqilg'ining noan'anaviy manbalari" ni izlashga majbur qiladi. Ulardan biri yuqorida tilga olingan slanets gazidir. GAZ Technology allaqachon ishlab chiqarish bilan bog'liq turli jihatlar haqida bir necha bor yozgan.

Biroq, boshqa bunday manbalar mavjud. Ular orasida bugungi materialimiz - gaz gidratlarining "qahramonlari" bor.

Bu nima? Eng ichida umumiy ma'no gaz gidratlari - bu gaz va suvdan ma'lum haroratda (aniq past) va bosimda (anchalik yuqori) hosil bo'lgan kristalli birikmalar.

Eslatma: ularning shakllanishida turli xil kimyoviy moddalar ishtirok etishi mumkin. Bu uglevodorodlar haqida bo'lishi shart emas. Olimlar tomonidan kuzatilgan birinchi gaz gidratlari xlor va oltingugurt dioksididan iborat edi. Aytgancha, bu 18-asrning oxirida sodir bo'lgan.

Biroq, bizni tabiiy gaz ishlab chiqarish bilan bog'liq amaliy jihatlar qiziqtirganligi sababli, biz bu erda birinchi navbatda uglevodorodlar haqida gapiramiz. Bundan tashqari, real sharoitda barcha gidratlar orasida metan gidratlari ustunlik qiladi.

Nazariy hisob-kitoblarga ko'ra, bunday kristallarning zahiralari tom ma'noda hayratlanarli. Eng konservativ hisob-kitoblarga ko'ra, biz 180 trln kub metr. Yana optimistik hisob-kitoblar 40 000 baravar yuqori ko'rsatkichni beradi. Bunday ko'rsatkichlar bilan siz rozi bo'lasiz, hatto Yerdagi uglevodorodlarning tugashi haqida gapirish noqulay.

Aytish kerakki, Sibir abadiy muzligi sharoitida ulkan gaz gidrat konlari mavjudligi haqidagi gipoteza sovet olimlari tomonidan o'tgan asrning dahshatli 40-yillarida ilgari surilgan. Bir necha o'n yil o'tgach, u o'z tasdig'ini topdi. Va 60-yillarning oxirlarida konlardan birining o'zlashtirilishi hatto boshlandi.

Keyinchalik, olimlar hisoblab chiqdilar: metangidratlar barqaror holatda bo'lishi mumkin bo'lgan zona Yerning butun dengiz va okean tubining 90 foizini va quruqlikning 20 foizini qoplaydi. Ma'lum bo'lishicha, biz potentsial keng tarqalgan mineral haqida gapiramiz.

"Qattiq gaz" qazib olish g'oyasi haqiqatan ham jozibali ko'rinadi. Bundan tashqari, gidratning birligi hajmi taxminan 170 hajm gazni o'z ichiga oladi. Ya'ni, uglevodorodlarning katta hosilini olish uchun juda ko'p kristallarni olish etarli bo'lib tuyuladi. Jismoniy nuqtai nazardan, ular qattiq holatda bo'lib, bo'shashgan qor yoki muz kabi narsalarni ifodalaydi.

Biroq, muammo shundaki, gaz gidratlari, qoida tariqasida, erishish juda qiyin joylarda joylashgan. “Ichki muzloq konlari tabiiy gaz gidratlari bilan bog'liq bo'lgan gaz resurslarining ozgina qismini o'z ichiga oladi. Resurslarning asosiy qismi gazgidrat barqarorligi zonasi bilan chegaralangan - bu chuqurlik oralig'i (odatda bir necha yuz metr), bu erda gidrat hosil bo'lishi uchun termodinamik sharoitlar mavjud. G'arbiy Sibirning shimolida bu chuqurlik oralig'i 250-800 m, dengizlarda - pastki yuzasidan 300-400 m gacha, ayniqsa shelfning chuqur joylarida va kontinental qiyaliklarda 500-600 m gacha. pastki. Aynan shu vaqt oralig'ida tabiiy gaz gidratlarining asosiy qismi topildi ", - deb xabar beradi Vikipediya. Shunday qilib, biz, qoida tariqasida, ekstremal chuqur dengiz sharoitida, yuqori bosim ostida ishlash haqida gapiramiz.

Gaz gidratlarini qazib olish boshqa qiyinchiliklar bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Bunday birikmalar, masalan, hatto engil zarbalar bilan ham portlash qobiliyatiga ega. Ular juda tez gazsimon holatga o'tadilar, bu cheklangan hajmda bosimning keskin ko'tarilishiga olib kelishi mumkin. Ixtisoslashgan manbalarga ko'ra, gazgidratlarning aynan mana shu xossalari Kaspiy dengizidagi ishlab chiqarish platformalari uchun jiddiy muammolar manbaiga aylangan.

Bundan tashqari, metan issiqxona effektini yaratishi mumkin bo'lgan gazlardan biridir. Agar sanoat ishlab chiqarishi atmosferaga katta miqdordagi chiqindilarni keltirib chiqarsa, bu muammoni yanada kuchaytirishi mumkin. global isish. Ammo amalda bu sodir bo'lmasa ham, "yashillar" ning bunday loyihalarga yaqin va do'stona munosabatda bo'lishi amalda kafolatlanadi. Va ularning bugungi kunda ko'plab davlatlarning siyosiy spektridagi pozitsiyalari juda va juda kuchli.

Bularning barchasi metangidratlarni qazib olish texnologiyalarini ishlab chiqish bo'yicha loyihalarni o'ta og'irlashtiradi. Aslida, sayyoramizda bunday resurslarni o'zlashtirishning haqiqiy sanoat usullari hali mavjud emas. Biroq, tegishli o'zgarishlar davom etmoqda. Hatto bunday usullarning ixtirochilariga berilgan patentlar ham mavjud. Ularning ta'rifi ba'zan shu qadar futuristik bo'lib, u qandaydir fantast yozuvchining kitobidan yozib olinganga o'xshaydi.

Masalan, «Gazgidrat uglevodorodlarini tubdan olish usuli suv havzalari va uni amalga oshirish uchun qurilma (RF patenti No 2431042)", http://www.freepatent.ru/ veb-saytida aytilgan: "Ixtiro dengiz tubida tog'-kon sanoatiga tegishli. Texnik natija gaz gidratlangan uglevodorodlar ishlab chiqarishni ko'paytirishdir. Usul hovuz tubi bo'ylab harakatlanuvchi vertikal konveyerga o'rnatilgan chelaklarning o'tkir qirralari bilan pastki qatlamni yo'q qilishdan iborat bo'lib, unga nisbatan konveyer tasmasi vertikal ravishda harakatlanadi va chuqurlikka chuqurlashishi mumkin. pastki. Shu bilan birga, gaz gidrati ag'darilgan voronka yuzasi bilan suvdan ajratilgan zonaga ko'tariladi, u erda isitiladi va chiqarilgan gaz voronkaning yuqori qismiga o'rnatilgan shlang yordamida sirtga o'tkaziladi. qo'shimcha isitish uchun. Usulni amalga oshirish uchun qurilma ham taklif etiladi. Eslatma: bularning barchasi dengiz suvida, bir necha yuz metr chuqurlikda sodir bo'lishi kerak. Bu muhandislik ishi naqadar qiyin ekanligini, shu yo‘l bilan ishlab chiqarilgan metan qanchaga tushishini tasavvur qilish ham qiyin.

Biroq, boshqa yo'llar ham bor. Mana yana bir usulning tavsifi: “Dengiz va okeanlarning tub cho‘kindilarida qattiq gaz gidratlaridan gazlarni (metan, uning gomologlari va boshqalarni) ajratib olishning ma’lum usuli borki, ularda ikki qator quvurlar cho‘ktiriladi. aniqlangan gaz gidrat shakllanishining uning tubiga quduq burg'ulash - nasos va nasos. Tabiiy haroratda yoki isitiladigan tabiiy suv inyeksiya trubkasi orqali kiradi va gaz gidratlarini gaz-suv tizimiga parchalaydi, bu gazgidrat shakllanishining tubida hosil bo'lgan sharsimon tuzoqda to'planadi. Chiqarilgan gazlar ushbu tuzoqdan boshqa quvur liniyasi orqali chiqariladi ... Ma'lum bo'lgan usulning kamchiliklari texnik jihatdan og'ir, qimmat va ba'zan suv omborining mavjud suv osti muhitini tuzatib bo'lmaydigan darajada buzadigan suv ostida burg'ulash zaruratidir "(http:/ /www.findpatent.ru).

Ushbu turdagi boshqa tavsiflar berilishi mumkin. Ammo allaqachon sanab o'tilganlardan ma'lum bo'ladi: gaz gidratlaridan metanni sanoat ishlab chiqarish hali ham kelajak masalasidir. Bu eng murakkab texnologik echimlarni talab qiladi. Va bunday loyihalarning iqtisodiyoti hali aniq emas.

Biroq, bu yo'nalishda ish olib borilmoqda va juda faol. Ular, ayniqsa, dunyoning eng tez rivojlanayotgan mintaqasida joylashgan mamlakatlarga qiziqish bildirmoqda, bu esa gaz yoqilg'isiga doimo yangi talab mavjudligini anglatadi. Gap, albatta, Janubi-Sharqiy Osiyo haqida ketmoqda. Bu yo'nalishda ish olib borayotgan davlatlardan biri Xitoydir. Shunday qilib, "Xalq so'zi" gazetasining yozishicha, 2014 yilda dengiz geologlari uning qirg'oqlari yaqinida joylashgan uchastkalardan birida keng ko'lamli tadqiqotlar o'tkazgan. Burg'ilash shuni ko'rsatdiki, uning tarkibida yuqori tozalikdagi gaz gidratlari mavjud. Jami 23 ta quduq qazildi. Bu hududda gaz gidratlarining tarqalish maydoni 55 kvadrat kilometrni tashkil etishini aniqlashga imkon berdi. Uning zahiralari esa, xitoylik mutaxassislarning fikricha, 100-150 trillion kub metrni tashkil qiladi. Ochig'ini aytganda, bu raqam shunchalik balandki, u juda optimistik emasmi va bunday resurslarni haqiqatan ham qazib olish mumkinmi degan savol tug'iladi (umuman Xitoy statistikasi mutaxassislar orasida ko'pincha savollar tug'diradi). Shunga qaramay, xitoylik olimlar bu yo‘nalishda faol ish olib borayotgani, o‘zining jadal rivojlanayotgan iqtisodiyotini juda zarur bo‘lgan uglevodorodlar bilan ta’minlash yo‘llarini izlayotgani ko‘rinib turibdi.

Yaponiyadagi vaziyat, albatta, Xitoyda kuzatilganidan juda farq qiladi. Biroq, mamlakatning yoqilg'i ta'minoti chiqayotgan quyosh va tinchroq vaqtlarda bu arzimas ish emas edi. Axir Yaponiya an'anaviy resurslardan mahrum. 2011 yil mart oyida Fukusima atom elektr stansiyasidagi fojiadan keyin esa mamlakat hukumatini bosim ostida qoldirdi. jamoatchilik fikri yadroviy energiya dasturlarini qisqartirish, bu muammo deyarli chegaraga chiqdi.

Shuning uchun 2012 yilda yapon korporatsiyalaridan biri orollardan bor-yo‘g‘i bir necha o‘n kilometr uzoqlikda okean tubi ostida sinov burg‘ulashni boshladi. Quduqlarning chuqurligi bir necha yuz metrni tashkil qiladi. Bundan tashqari, okeanning chuqurligi, u erda bir kilometrga yaqin.

Tan olish kerakki, oradan bir yil o‘tib yapon mutaxassislari birinchi gazni aynan shu joydan olishga muvaffaq bo‘lishdi. Biroq, haqida gapirish to'liq muvaffaqiyat kerak bo'lguningizcha. Ushbu sohada sanoat ishlab chiqarishi, yaponlarning o'zlarining prognozlariga ko'ra, 2018 yildan oldin boshlanishi mumkin. Va eng muhimi, yoqilg'ining yakuniy qiymati qanday bo'lishini taxmin qilish qiyin.

Shunga qaramay, shuni aytish mumkinki, insoniyat hali ham asta-sekin gaz gidratlari konlariga "yaqinlashmoqda". Ulardan chinakam sanoat miqyosida metan ajratib oladigan kun kelib qolishi mumkin.

Yillar davomida ular SSSR shimolida gaz gidratlarining birinchi konlarini ham topdilar. Shu bilan birga, tabiiy sharoitda gidratlarning paydo bo'lishi va mavjudligi laboratoriya tasdig'ini topadi (Makogon).

O'shandan beri gaz gidratlari potentsial yoqilg'i manbai sifatida ko'rib chiqildi. Turli hisob-kitoblarga ko'ra, gidratlardagi uglevodorod zahiralari 1,8·10 14 dan 7,6·10 18 m³ gacha. Ularning okeanlar va qit'alarning abadiy muzlarida keng tarqalishi, haroratning oshishi va bosimning pasayishi bilan beqarorligi ma'lum bo'ldi.

Gidratlarning xossalari

Tabiiy gaz gidratlari metastabil mineral bo'lib, hosil bo'lishi va parchalanishi harorat, bosim, kimyoviy tarkibi gaz va suv, g'ovak muhitning xususiyatlari va boshqalar.

Tabiatdagi gaz gidratlari

Ko'pgina tabiiy gazlar (CH 4, C 2 H 6, C 3 H 8, CO 2, N 2, H 2 S, izobutan va boshqalar) ma'lum termobarik sharoitlarda mavjud bo'lgan gidratlarni hosil qiladi. Ularning yashash maydoni dengiz tubi cho'kindilari va abadiy muzlik hududlari bilan chegaralangan. Asosiy tabiiy gaz gidratlari metan va karbonat angidrid gidratlaridir.

Gaz ishlab chiqarish jarayonida gidratlar quduq quduqlarida, sanoat kommunikatsiyalari va magistral gaz quvurlarida paydo bo'lishi mumkin. Quvurlar devorlariga yotqizilgan hidratlar ularning o'tkazuvchanligini keskin kamaytiradi. Gaz konlarida gidratlarning shakllanishiga qarshi kurashish uchun quduqlar va quvurlarga turli ingibitorlar kiritiladi (metil spirti, glikollar, 30% CaCl 2 eritmasi) va gaz oqimining harorati isitgichlar yordamida gidrat hosil bo'lish haroratidan yuqori bo'ladi, termal quvurlarni izolyatsiyalash va ish rejimini tanlash, gaz oqimining maksimal haroratini ta'minlash. Magistral gaz quvurlarida gidrat hosil bo'lishining oldini olish uchun gazni quritish eng samarali hisoblanadi - suv bug'idan gazni tozalash.

Ilmiy tadqiqot

So'nggi yillarda butun dunyoda gaz gidratlari muammosiga qiziqish sezilarli darajada oshdi. Tadqiqot faoliyatining o'sishi quyidagi asosiy omillar bilan izohlanadi:

• gazgidratlar uglevodorod xomashyosining noan'anaviy manbai bo'lib, yaqin yillarda tajribaviy o'zlashtirish boshlanishi mumkin bo'lganligi sababli energiya resurslariga ega bo'lmagan mamlakatlarda uglevodorod xomashyosining muqobil manbalarini izlashni faollashtirish;
• geosferaning er yuzasiga yaqin qatlamlarida gazgidratlarning rolini, ayniqsa ularning global iqlim o'zgarishiga mumkin bo'lgan ta'siri bilan bog'liq holda baholash zarurati;
• an'anaviy uglevodorod konlarini qidirish va qidirishni asoslash maqsadida (tabiiy gidrat hodisalari an'anaviy neft va gaz konlarining chuqurroq bo'lishi uchun belgi bo'lib xizmat qilishi mumkin) umumiy nazariy jihatdan yer qobig'ida gazgidratlarning hosil bo'lish va parchalanish qonuniyatlarini o'rganish;
• texnogen gaz gidratlari muammosi keskinlashgan og‘ir tabiiy sharoitlarda (chuqur suv shelflari, qutb mintaqalari) joylashgan uglevodorod konlarini faol o‘zlashtirish;
• energiya resurslarini tejovchi va ekologik toza texnologiyalarga o‘tish orqali kon gazini qazib olish tizimlarida gidrat hosil bo‘lishining oldini olish uchun foydalanish xarajatlarini kamaytirishning maqsadga muvofiqligi;
• tabiiy gazni ishlab chiqish, saqlash va tashishda gazgidrat texnologiyalaridan foydalanish imkoniyati.

So'nggi yillarda (2003 yilda "Gazprom" OAJdagi yig'ilishdan so'ng) Rossiyada gidratlar bo'yicha tadqiqotlar davom etdi. turli tashkilotlar ham davlat byudjeti mablag'lari hisobidan (Rossiya Fanlar akademiyasining Sibir bo'limining ikkita integratsiya loyihasi, Rossiya fundamental tadqiqotlar jamg'armasining kichik grantlari, Tyumen gubernatori granti, Rossiya Federatsiyasi Oliy ta'lim vazirligining granti ) va xalqaro fondlar grantlari hisobidan - INTAS, SRDF, UNESCO (“suzuvchi universitet” dasturiga ko‘ra – YUNESKO shafeligidagi dengiz ekspeditsiyalari tadqiqot orqali trening – tadqiqot orqali o‘qitish shiori ostida), KOMEKS (Kurele-Okhosk-Dengiz piyodalari) Tajriba), CHAO (Oxotsk dengizidagi uglerod-gidrat to'planishi) va boshqalar.

2002-2004 yillarda uglevodorodlarning noan'anaviy manbalari, shu jumladan gazgidratlari bo'yicha tadqiqotlar (Gazprom OAJning tijorat manfaatlarini hisobga olgan holda) kichik hajmdagi moliyalashtirish bilan "Gazprom VNIIGAZ" OOO va Promgaz OAJda davom etdi. Hozirgi vaqtda gaz gidratlari bo'yicha tadqiqotlar "Gazprom" OAJda (asosan, "Gazprom VNIIGAZ" MChJda), Rossiya Fanlar akademiyasining institutlarida va universitetlarda olib borilmoqda.

Gaz gidratlarining geologik va texnologik muammolarini o'rganish VNIIGAZ mutaxassislari tomonidan 60-yillarning o'rtalarida boshlangan. Dastlab, gidrat hosil bo'lishining oldini olishning texnologik masalalari ko'tarildi va hal qilindi, so'ngra mavzular asta-sekin kengaytirildi: gidrat hosil bo'lishining kinetik jihatlari qiziqish doirasiga kiritildi, keyin geologik jihatlarga, xususan, gidratlarning paydo bo'lishining imkoniyatlariga katta e'tibor berildi. gazgidrat konlarining mavjudligi, ularni o'zlashtirishning nazariy muammolari.

Gaz gidratlarining geologik tadqiqotlari

Gidrat hosil boʻlish termodinamikasini tadqiq qilishning navbatdagi bosqichi shimolning yirik konlari - Urengoy va Yamburgning oʻzlashtirilishi bilan bogʻliq. Kondensat o'z ichiga olgan gazlarni yig'ish va dalada qayta ishlash tizimlariga nisbatan gidrat hosil bo'lishining oldini olish usullarini takomillashtirish uchun keng harorat va bosimlarda yuqori konsentrlangan metanol eritmalarida gidrat hosil bo'lish shartlari bo'yicha eksperimental ma'lumotlar kerak edi. Eksperimental tadqiqotlar jarayonida (V. A. Istomin, D. Yu. Stupin va boshqalar) minus 20 ° C dan past haroratlarda vakillik ma'lumotlarini olishda jiddiy uslubiy qiyinchiliklar aniqlandi. Shu sababli, u ishlab chiqilgan yangi texnika gidrat kamerasida issiqlik oqimlarini ro'yxatga olish bilan ko'p komponentli gaz aralashmalaridan gaz gidratlarining fazaviy muvozanatini o'rganish va shu bilan birga, gaz gidratlarining metastabil shakllari (ularning hosil bo'lish bosqichida) mavjudligi ehtimoli aniqlandi, Bu xorijiy mualliflarning keyingi tadqiqotlari bilan tasdiqlangan. Yangi eksperimental va dala ma'lumotlarini (mahalliy va xorijiy) tahlil qilish va umumlashtirish (V. A. Istomin, V. G. Kvon, A. G. Burmistrov, V. P. Lakeev) gidrat hosil bo'lish ingibitorlarini optimal iste'mol qilish bo'yicha ko'rsatmalarni ishlab chiqishga imkon berdi (1987).

Gazgidrat texnologiyalarini sanoatda qo'llash istiqbollari

Tabiiy gazni gidratlangan holatda saqlash va tashish bo'yicha texnologik takliflar 20-asrning 40-yillarida paydo bo'ldi. Gaz gidratlarining nisbatan past bosimdagi gazning katta hajmlarini konsentratsiyalash xususiyati uzoq vaqt davomida mutaxassislar e'tiborini tortdi. Dastlabki iqtisodiy hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, gazni gidratlangan holatda dengiz orqali tashish eng samarali hisoblanadi va gidratning parchalanishidan keyin qolgan toza suvni iste'molchilarga bir vaqtning o'zida sotish bilan qo'shimcha iqtisodiy samaraga erishish mumkin. gaz gidratlarining shakllanishi, suv aralashmalardan tozalanadi). Hozirgi vaqtda tabiiy gazni muvozanat sharoitida gidratlangan holatda dengiz orqali tashish tushunchalari, ayniqsa, iste'molchidan uzoqda joylashgan chuqur suvli gaz (shu jumladan gidrat) konlarini o'zlashtirishni rejalashtirishda ko'rib chiqilmoqda.

Biroq, keyingi yillarda muvozanat bo'lmagan sharoitlarda (atmosfera bosimida) gidratlarni tashishga ko'proq e'tibor berilmoqda. Gazgidrat texnologiyalarini qo'llashning yana bir jihati yirik gaz iste'molchilari yaqinida muvozanat sharoitida (bosim ostida) gazgidratli gaz omborlarini tashkil etish imkoniyatidir. Bu gidratlarning gazni nisbatan past bosimda konsentratsiyalash qobiliyati bilan bog'liq. Shunday qilib, masalan, +4 ° C haroratda va 40 atm bosimda, hidratdagi metan kontsentratsiyasi 15-16 MPa (150-160 atm) bosimga to'g'ri keladi.

Aleksey Shchebetov, Rossiya davlat neft va gaz universiteti. I.M.Gubkin Aleksey Shchebetov, I.M. nomidagi Rossiya davlat neft va gaz universiteti. IM Gubkina Gazgidrat konlari boshqa noan'anaviy gaz manbalariga nisbatan eng katta salohiyatga ega. Bugungi kunda gidratlardan ishlab chiqarilgan gazning narxi an'anaviy gaz konlaridan olinadigan gaz bilan taqqoslanmaydi.

Aleksey Shchebetov, Rossiya davlat neft va gaz universiteti. I.M.Gubkina

Aleksey Shchebetov, Rossiya davlat neft va gaz universiteti. I.M.Gubkina

Gazgidrat konlari boshqa noan'anaviy gaz manbalariga nisbatan eng katta salohiyatga ega. Bugungi kunda gidratlardan ishlab chiqarilgan gazning narxi an'anaviy gaz konlaridan olinadigan gaz bilan taqqoslanmaydi. Biroq, yaqin kelajakda gaz ishlab chiqarish texnologiyalarining rivojlanishi gazgidrat konlarini o'zlashtirishning iqtisodiy maqsadga muvofiqligini ta'minlashi mumkinligiga ishonish juda oqilona. Tipik gazgidrat konlarining paydo bo'lishining geologik sharoitlarini tahlil qilish va raqamli modellashtirish natijalariga asoslanib, muallif gidratlardan gaz olish istiqbollarini baholadi.

Gazgidratlar - bu ma'lum bosim va haroratlarda mavjud bo'lgan gaz va suv molekulalarining qattiq birikmalari. Bir kub metr tabiiy gidratda 180 m3 gacha gaz va 0,78 m3 suv mavjud. Agar ilgari gidratlar tabiiy gazni ishlab chiqarish va tashishdagi texnologik murakkabliklar nuqtai nazaridan o'rganilgan bo'lsa, tabiiy gaz gidratlari konlari topilganidan beri ular eng istiqbolli energiya manbai sifatida e'tiborga olindi. Hozirgi vaqtda ikki yuzdan ortiq gazgidrat konlari ma'lum, ularning aksariyati dengiz tubida joylashgan. So'nggi hisob-kitoblarga ko'ra, tabiiy gaz gidratlari konlarida 10-1000 trillion m3 metan to'plangan, bu an'anaviy gaz zahiralariga mos keladi. Shu sababli, ko'plab mamlakatlarning (ayniqsa, gaz import qiluvchi mamlakatlar: AQSh, Yaponiya, Xitoy, Tayvan) ushbu resursni o'zlashtirishga intilishi juda tushunarli. Biroq, qidiruv burg'ulash va g'ovakli muhitda gidratlarni eksperimental o'rganish bo'yicha so'nggi yutuqlarga qaramay, gidratlardan gaz olishning iqtisodiy jihatdan foydali usuli masalasi ochiqligicha qolmoqda va qo'shimcha o'rganishni talab qiladi.

Gaz gidrat konlari

Katta gaz gidratlarining to'planishi haqida birinchi eslatma 1972 yilda G'arbiy Sibirda topilgan Messoyaxa koni bilan bog'liq. Bu soha rivoji tahliliga ko‘plab tadqiqotchilar jalb etilgan, yuzdan ortiq ilmiy maqolalar chop etilgan. Ishga ko'ra, Messoyaxa konining hosildor uchastkasining yuqori qismida tabiiy gidratlar mavjudligi taxmin qilinmoqda. Shu bilan birga, shuni ta'kidlash kerakki, konning gidrat tarkibini to'g'ridan-to'g'ri o'rganish (yadro namunalarini olish) amalga oshirilmagan va gidratlar aniqlangan belgilar bilvosita bo'lib, turli talqinlarga imkon beradi.

Shu sababli, hozirgi kunga qadar Messoyaxa konining gidrat tarkibi bo'yicha konsensus mavjud emas.

Shu munosabat bilan, yana bir taxminiy gidratli mintaqa - Alyaskaning shimoliy yonbag'irligi (AQSh) eng yorqin misoldir. Uzoq vaqt davomida bu hududda gidratlangan holatda katta gaz zaxiralari mavjud deb hisoblangan. Shunday qilib, Prudhoe ko'rfazi va Kiparuk daryosi neft konlari hududida zaxiralari 1,0-1,2 trillion m3 bo'lgan oltita gidrat bilan to'yingan suv omborlari mavjudligi ta'kidlandi. Gidrat miqdori haqidagi taxmin gidrat paydo bo'lishining mumkin bo'lgan oralig'idagi quduqlarni sinovdan o'tkazish natijalariga (bu oraliqlar juda past gaz oqimi bilan tavsiflangan) va geofizik ma'lumotlarni sharhlashga asoslangan.

2002 yil oxirida Anadarko AQSh Energetika vazirligi bilan birgalikda Alyaskada gidratlarning paydo bo'lish sharoitlarini o'rganish va ularning resurslarini baholash maqsadida Hot Ice №1 (HOT ICE №1) qidiruv qudug'ini burg'ulashni tashkil qildi. . 2004 yil boshida quduq 792 m maqsadli chuqurlikda qurib bitkazildi.Biroq, gidratlar mavjudligining bir qator bilvosita belgilariga (geofizik tadqiqotlar va seysmik tadqiqotlar ma'lumotlari), shuningdek, qulay termobarik sharoitlarga qaramay, gidratlar topilmadi. qazib olingan yadrolarda. Bu yana bir bor gidrat konlarini aniqlashning yagona ishonchli yo'li yadro namunalari bilan qidiruv burg'ulash ekanligi haqidagi tezisni yana bir bor tasdiqlaydi.

Hozirgi vaqtda tabiiy gidratlarning faqat ikkita konlari mavjud bo'lib, ular nuqtai nazardan eng katta qiziqish uyg'otadi sanoat rivojlanishi: Mallik - Kanada shimoli-g'arbiy qismidagi Makkenzi deltasida va Nankay - offshor Yaponiya.

Mallik omonati

Tabiiy gidratlarning mavjudligi 1998 yilda ilmiy-tadqiqot qudug'i va 2002 yilda uchta quduq burg'ilash natijasida tasdiqlandi. Bu konda gidratga to'yingan intervallardan gaz olish bo'yicha dala tajribalari muvaffaqiyatli o'tkazildi. Shunday deb ishonish uchun barcha asoslar bor xarakterli turi kelajakda kashf qilinadigan kontinental gidrat konlari.

Geofizik tadqiqotlar va yadro materialini oʻrganish asosida 890-1108 m oraliqda umumiy qalinligi 130 m boʻlgan uchta gidratli qatlam (A, B, C) aniqlangan. abadiy muzlik qalinligi taxminan 610 m ni tashkil qiladi va gidrat barqarorligi zonasi (HZZ) (ya'ni, termobarik sharoitlar gidrat barqarorligi shartlariga mos keladigan interval) 225 dan 1100 m gacha cho'zilgan kesish haroratining o'zgarishi (1-rasmga qarang). . Kesishishning yuqori nuqtasi SGI ning yuqori chegarasi, pastki nuqtasi esa mos ravishda SGI ning pastki chegarasi. Hidrat barqarorligi zonasining pastki chegarasiga mos keladigan muvozanat harorati 12,2 ° S ni tashkil qiladi.

A suv ombori 892 dan 930 m gacha bo'lgan oraliqda joylashgan bo'lib, bu erda gidrat bilan to'yingan qumtosh oraliq qatlami (907-930 m) alohida ajralib turadi. Geofizika ma'lumotlariga ko'ra, gidratning to'yinganligi 50 dan 85% gacha, g'ovak bo'shlig'ining qolgan qismini suv egallaydi. Porozlik 32-38% ni tashkil qiladi. A qatlamning yuqori qismi gidrat bilan toʻyinganligi 40-75% boʻlgan qumli loy va yupqa qumtosh oraliq qatlamlardan iborat. Er yuzasiga ko'tarilgan yadrolarni vizual tekshirish gidratning asosan donalararo g'ovak bo'shlig'ini egallashini aniqladi. Bu oraliq eng sovuq: hidrat hosil bo'lishining muvozanat harorati va rezervuar harorati o'rtasidagi farq 4 ° C dan oshadi.

Gidrat qatlami B (942-992 m) qalinligi 5-10 m bo'lgan bir necha qum oraliq qatlamlardan iborat bo'lib, ular gidratsiz gillarning yupqa oraliq qatlamlari (0,5-1 m) bilan ajralib turadi. Gidratlar bilan to'yinganlik 40 dan 80% gacha o'zgarib turadi. Porozlik 30 dan 40% gacha o'zgarib turadi. G'ovaklik va gidrat bilan to'yinganlikdagi o'zgarishlarning keng doirasi qatlamning qatlamli tuzilishi bilan izohlanadi. Gidrat qatlami B ostida qalinligi 10 m bo'lgan suvli qatlam yotadi.

Suv ombori C (1070-1107 m) gidrat bilan to'yinganligi 80-90% oralig'ida bo'lgan ikkita oraliq qatlamdan iborat va muvozanatga yaqin sharoitda. S rezervuarining asosi gidrat barqarorlik zonasining pastki chegarasiga to'g'ri keladi. Intervalning g'ovakligi 30-40% ni tashkil qiladi.

Gidrat barqarorligi zonasidan pastda qalinligi 1,4 m bo'lgan gaz-suv o'tish zonasi mavjud. o'tish zonasi 15 m qalinlikdagi suvli qatlam ergashdi.

Natijalarga ko'ra laboratoriya tadqiqoti gidrat metandan (98% va undan ortiq) iborat ekanligi aniqlandi. Asosiy materialni o'rganish shuni ko'rsatdiki, g'ovak muhit gidratlar bo'lmaganda yuqori o'tkazuvchanlikka ega (100 dan 1000 mD gacha), gidratlar bilan 80% ga to'yinganida esa jinsning o'tkazuvchanligi 0,01-0,1 mD gacha tushadi.

Burgʻilangan qidiruv quduqlari yaqinidagi gidratlardagi gaz zahiralarining zichligi 1 km2 ga 4,15 mlrd.m3, butun kondagi zahiralar esa 110 mlrd.m3 ni tashkil etdi.

Nankay maydoni

Yaponiya shelfida bir necha yillardan beri faol qidiruv ishlari olib borilmoqda. 1999-2000 yillarda qazilgan dastlabki oltita quduq dengiz sathidan 1135-1213 m oraliqda (dengiz tubidan 290 m pastda) umumiy qalinligi 16 m boʻlgan uchta gidratli oraliq qatlam mavjudligini isbotladi. Togʻ jinslari asosan gʻovakligi 36% va gidratlar bilan toʻyinganligi taxminan 80% boʻlgan qumtoshlardan iborat.

2004 yilda dengiz chuqurligida 720 dan 2033 m gacha bo'lgan 32 quduq qazilgan. Alohida-alohida, 991 m dengiz chuqurligidagi zaif barqaror gidratli qatlamlarda vertikal va gorizontal (gorizontal quduq qudug'i 100 m bo'lgan) quduqlarning muvaffaqiyatli yakunlanishini alohida ta'kidlash kerak. Nankay konini o'zlashtirishning keyingi bosqichi 2007 yilda ushbu quduqlardan eksperimental gaz qazib olish bo'ladi. sanoat rivojlanishi Nankay koni 2017 yilda ishga tushirilishi rejalashtirilgan.

Gidratlarning umumiy hajmi burg'ilangan qidiruv quduqlari hududida 1 km2 maydonga 756 million m3 gaz ekvivalentini tashkil qiladi. Umuman olganda, Yaponiya dengizi shelfidagi gidratlardagi gaz zaxiralari 4 trillion dan 20 trillion m3 gacha bo'lishi mumkin.

Rossiyadagi gidrat konlari

Rossiyada gaz gidratlarini qidirishning asosiy yo'nalishlari hozir Oxot dengizi va Baykal ko'lida to'plangan. Biroq, tijorat zahiralariga ega bo'lgan gidrat konlarini topishning eng katta istiqbollari G'arbiy Sibirdagi Vostochno-Messoyaxskoye koni bilan bog'liq. Geologik va geofizik ma'lumotlarni tahlil qilish asosida Gazsalinskiy birligi gidrat hosil bo'lishi uchun qulay sharoitda ekanligi taklif qilindi. Xususan, gaz hidratining barqarorligi zonasining pastki chegarasi taxminan 715 m chuqurlikda, ya'ni. Gazsalinskiy a'zosining yuqori qismi (va ba'zi hududlarda butun a'zo) gaz gidratlarining mavjudligi uchun qulay termobarik sharoitda. Quduqlarni sinash hech qanday natija bermadi, garchi bu oraliq hosildorlik bilan tavsiflanadi, bu gaz gidratlari mavjudligi sababli tog' jinslarining o'tkazuvchanligining pasayishi bilan izohlanadi. Gidratlarning mumkin bo'lgan mavjudligi foydasiga Gazsalinskiy birligi boshqa yaqin maydonlarda samarali bo'lishi haqiqatdir. Shuning uchun, yuqorida ta'kidlanganidek, qidiruv qudug'ini karot bilan burg'ulash kerak. Ijobiy natijalar bo'lsa, ~500 mlrd. kubometr zahiraga ega gazgidrat konlari topiladi.

Tahlil mumkin bo'lgan texnologiyalar gazgidrat konlarini o'zlashtirish

Gazgidrat konlarini o'zlashtirish texnologiyasini tanlash, yuzaga kelishining o'ziga xos geologik va fizik sharoitlariga bog'liq. Hozirgi vaqtda gidratli rezervuardan gaz oqimini induktsiya qilishning faqat uchta asosiy usuli ko'rib chiqiladi: bosimni muvozanat bosimidan pastga tushirish, gidratli jinslarni muvozanat haroratidan yuqori isitish va ikkalasining kombinatsiyasi (2-rasmga qarang). Gidratlarni ingibitorlar yordamida parchalashning ma'lum usuli inhibitorlarning yuqori narxi tufayli qabul qilinishi mumkin emas. Boshqa tavsiya etilgan stimulyatsiya usullari, xususan, elektromagnit, akustik va karbonat angidridni rezervuarga quyish hali ham eksperimental ravishda kam o'rganilgan.

Gidrat bilan to'yingan kollektorga to'liq kirib borgan vertikal quduqqa gaz oqimi muammosi misolida gidratlardan gaz qazib olish istiqbollarini ko'rib chiqaylik. Keyin g'ovakli muhitda gidratning parchalanishini tavsiflovchi tenglamalar tizimi quyidagi ko'rinishga ega bo'ladi:

a) gaz va suv massasining saqlanish qonuni:

bu erda P - bosim, T - harorat, S - suv bilan to'yinganlik, v - gidrat bilan to'yinganlik, z - o'ta siqilish koeffitsienti; r - radial koordinata; t - vaqt; m - g'ovaklik, g, w, h - mos ravishda gaz, suv va gidratning zichligi; k(v) gidratlar ishtirokida g’ovak muhitning o’tkazuvchanligi; fg(S), fw(S) - gaz va suv uchun nisbiy faza o'tkazuvchanlik funktsiyalari; g, w - gaz va suvning yopishqoqligi; - gidratdagi gazning massa miqdori;

b) energiyani tejash tenglamasi:

bu erda Ce - tog 'jinslari va asosiy suyuqliklarning issiqlik sig'imi; cg, cw - mos ravishda gaz va suvning issiqlik sig'imi; H - gidratning fazaviy o'tish issiqligi; - differensial adiabatik koeffitsient; - drossel koeffitsienti (Joule-Tomson koeffitsienti); e - tosh va mezbon suyuqliklarning issiqlik o'tkazuvchanligi.

Shakllanishning har bir nuqtasida termodinamik muvozanat sharti qondirilishi kerak:

T = Aln P + B, (3)

bu erda A va B empirik koeffitsientlar.

Tog' jinslarining o'tkazuvchanligining gidratlarning to'yinganligiga bog'liqligi odatda quvvatga bog'liqlik sifatida ifodalanadi:

k (v) = k0 (1 - v)N, (4)

bu erda k0 - gidratlar bo'lmaganda g'ovak muhitning mutlaq o'tkazuvchanligi; N - gidratning to'yinganligi oshishi bilan o'tkazuvchanlikning yomonlashuv darajasini tavsiflovchi doimiy.

Vaqtning dastlabki momentida bir hil va birlik qalinlikdagi rezervuar bosimi R0, harorat T0 va gidratlar bilan to'yinganligi v0 ga ega. Quduqda doimiy oqim tezligini o'rnatish orqali bosimni pasaytirish usuli, issiqlik usuli esa doimiy quvvatli issiqlik manbai bilan modellashtirilgan. Shunga ko'ra, estrodiol usulda doimiy gaz oqimi tezligi va hidratlarning barqaror parchalanishi uchun zarur bo'lgan issiqlik manbasining kuchi o'rnatildi.

Ko'rib chiqilgan usullar bilan gidratlardan gaz ishlab chiqarishni modellashtirishda quyidagi cheklovlar hisobga olingan. Rezervuarning dastlabki harorati 10 ° C va bosim 5,74 MPa bo'lganida, Joule-Tomson koeffitsienti 1 MPa uchun 3-4 darajani tashkil qiladi. Shunday qilib, 3-4 MPa ga tushirilganda, chuqurlikdagi harorat suvning muzlash nuqtasiga yetishi mumkin. Ma'lumki, tog 'jinslarida suvning muzlashi nafaqat chuqurlik zonasining o'tkazuvchanligini pasaytiradi, balki yanada halokatli oqibatlarga olib keladi - korpus torlarining qulashi, suv omborining vayron bo'lishi va boshqalar. Shuning uchun bosimni pasaytirish usuli uchun quduqning 100 kunlik ishlashi uchun chuqurning harorati 0 ° C dan pastga tushmasligi kerak deb taxmin qilingan. Termal usul uchun cheklash quduq devorida va isitgichning o'zida haroratning oshishi hisoblanadi. Shuning uchun hisob-kitoblarda quduqning 100 kunlik ishlashi uchun chuqurning harorati 110 ° C dan oshmasligi kerak deb taxmin qilingan. Kombinatsiyalangan usulni modellashtirishda ikkala cheklov ham hisobga olindi.

Usullarning samaradorligi yuqorida aytib o'tilgan cheklovlarni hisobga olgan holda, bitta qalinlikdagi gazgidratli rezervuarga to'liq kirib boradigan vertikal quduqning maksimal oqim tezligi bilan taqqoslandi. Issiqlik va estrodiol usullar uchun energiya xarajatlari oqim tezligidan kerakli issiqlikni olish uchun zarur bo'lgan gaz miqdorini ayirish yo'li bilan hisobga olingan (ishlab chiqarilgan metanning bir qismini yoqish natijasida issiqlik hosil bo'ladi deganda):

Q* = Q - E/q, (5)

bu yerda Q - quduqda gaz oqimi tezligi, m3/kun; E - pastki qismga keltirildi issiqlik energiyasi, J/kun; q - metanning yonish issiqligi (33.28.106), J/m3.

Hisob-kitoblar quyidagi parametrlar bilan amalga oshirildi: P0 = 5,74 MPa; T0 = ​​283 K; S=0,20; m = 0,35; h = 910 kg / m3, w = 1000 kg / m3; k0 = 0,1 mkm2; N = 1 ((4) formuladagi koeffitsient); g = 0,014 mPa.s; w = 1 mPa.s; = 0,134; A = 7,28 K; B = 169,7 K; Ce = 1,48,106 J/(m3,K); cg = 2600 J / (kg.K), cw = 4200 J / (kg.K); H = 0,5 MJ/kg; e = 1,71 Vt/(m.K). Hisoblash natijalari jadvalda jamlangan. bitta.

Ushbu hisob-kitob natijalarini tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, bosimni pasaytirish usuli gidratlar bilan to'yinganligi past bo'lgan va gaz yoki suv harakatchanligini yo'qotmagan gidrat hosilalari uchun mos keladi. Tabiiyki, gidratning to'yinganligi ortishi (va shuning uchun (4) tenglamaga muvofiq o'tkazuvchanlikning pasayishi) bu usulning samaradorligi keskin pasayadi. Shunday qilib, g'ovaklarning gidratlar bilan to'yinganligi 80% dan ortiq bo'lsa, chuqurlikdagi bosimni pasaytirish orqali gidratlardan oqim olish deyarli mumkin emas.

Bosimni pasaytirish usulining yana bir kamchiligi Joule-Tomson effekti tufayli tubi zonasida gidratlarning texnogen hosil bo'lishi bilan bog'liq. Shaklda. 3-rasmda gazgidratli kollektordan o'tib ketgan vertikal quduqqa gaz tushishi muammosini hal qilish natijasida olingan suv va gidrat bilan to'yinganlikning taqsimlanishi ko'rsatilgan. Bu rasmda gidratning ahamiyatsiz parchalanish zonasi (I), ikkilamchi gidrat hosil bo'lish zonasi (II) va faqat gaz filtrlash zonasi (III) aniq ko'rsatilgan, chunki bu zonada barcha erkin suvlar gidratga aylangan.

Shunday qilib, bosimni pasaytirish yo'li bilan gidrat konlarini ishlab chiqish faqat ingibitorlarni chuqurlik zonasiga quyish bilan mumkin, bu esa ishlab chiqarilgan gazning narxini sezilarli darajada oshiradi.

Gaz gidrat konlarini o'zlashtirishning termal usuli g'ovaklarda gidratlarning yuqori miqdori bo'lgan hosilalar uchun javob beradi. Biroq, hisoblash natijalari shuni ko'rsatadiki, pastki teshik orqali termal effekt samarasiz. Buning sababi shundaki, gidratlarning parchalanish jarayoni 0,5 MJ/kg yuqori o'ziga xos entalpiyaga ega bo'lgan issiqlikning yutilishi bilan birga keladi (masalan: muzning erish issiqligi 0,34 MJ/kg). Parchalanish jabhasi quduq tubidan uzoqlashgani sari ko'proq energiya asosiy jinslarni va kollektor tomini isitish uchun sarflanadi, shuning uchun quduq tubi orqali gidratlarga issiqlik ta'sir qilish zonasi birinchi bo'lib hisoblanadi. metr. Shaklda. 4-rasmda gidratlar bilan to'liq to'yingan suv omborining erishi dinamikasi ko'rsatilgan. Ushbu ko'rsatkichdan ko'rinib turibdiki, 100 kunlik uzluksiz isitishda gidratlarning parchalanishi quduq devoridan atigi 3,5 metr radiusda sodir bo'ladi.

Kombinatsiyalangan usul bir vaqtning o'zida bosimni pasaytirish va quduqqa issiqlik etkazib berishdan iborat bo'lgan eng katta istiqbolga ega. Bundan tashqari, gidratning asosiy parchalanishi bosimning pasayishi tufayli sodir bo'ladi va pastki teshikka etkazilgan issiqlik ikkilamchi gidrat hosil bo'lish zonasini kamaytirishga imkon beradi, bu oqim tezligiga ijobiy ta'sir qiladi. Kombinatsiyalangan usulning nochorligi (shuningdek, termal) ko'p miqdorda ishlab chiqarilgan suvdir (1-jadvalga qarang).

Xulosa

Shunday qilib, da zamonaviy daraja neft va gaz texnologiyalari asosida gidratlardan qazib olinadigan gaz tannarxi an'anaviy gaz konlari bilan solishtirish mumkin bo'lishini kutish qiyin. Bu ishlab chiquvchilar va tadqiqotchilar oldida turgan katta muammolar va qiyinchiliklar bilan bog'liq. Biroq, hozir ham gazgidratlarni boshqa noan'anaviy gaz manbai - ko'mir qatlami metan bilan solishtirish mumkin. Yigirma yil oldin, ko'mir konlaridan metan qazib olish texnik jihatdan qiyin va foyda keltirmaydi, deb hisoblangan. Hozir faqat AQShda 10 mingdan ortiq quduqlardan yiliga 45 milliard m3 ga yaqin neft qazib olinadi, bunga neft va gaz fanini rivojlantirish va gaz qazib olishning eng yangi texnologiyalarini yaratish orqali erishildi. Ko'mir metaniga o'xshab, biz (2-jadvalga qarang) gidratlardan gaz ishlab chiqarish juda foydali bo'lishi mumkin va yaqin kelajakda boshlanadi degan xulosaga kelishimiz mumkin.

Adabiyot

1. Lerche Ian. Butun dunyo bo'ylab gaz gidrat resurslarining hisob-kitoblari. OTC 13036 qog'ozi, 2001 yil 30 aprel - 3 may, 2001 yil 30 aprel - 3 may, Xyustonda bo'lib o'tgan Offshore texnologiya konferentsiyasida taqdim etilgan.

2. Makogon, Y.F., Xoldich, S.A., Makogon T.Y. Rossiya koni gazgidrat ishlab chiqarishni tasvirlaydi. Oil & Gas jurnali, 2005 yil 7 fevral, jild. 103.5, bet. 43-47.

3. Ginsburg G.D., Novojilov A.A. Messoyaxa konidagi gidratlar to'g'risida.// Gaz sanoati, 1997 yil, № 2.

4. Collett, T.S. Prudhoe ko'rfazi va Kuparuk daryosi hududining tabiiy gaz gidratlari, Shimoliy Nishab, Alyaska: AAPG Bull., Vol. 77, yo'q. 5, 1993 yil, bet. 793-812.

5. Ali G. Kadaster, Keyt K. Millxaym, Tommi V. Tompson. №1 issiq muzni rejalashtirish va burg'ilash - Alyaska Arktikasida gaz gidratini qidirish qudug'i. SPE/IADC 92764 qog'ozi 2005 yil 23-25 ​​fevralda Niderlandiyaning Amsterdam shahrida bo'lib o'tgan SPE/IADC burg'ulash konferentsiyasida taqdim etilgan.

6. Dallimore, S., Collett, T., Uchida, T. JAPEX/JNOC/GSC Mallik 2L-38 gaz gidrat tadqiqotidan olingan ilmiy natijalar Well, Mackenzie Delta, Northwest Territories, Kanada. Kanada geologik xizmati, byulleten 544, 1999, p. 403.

7. Takahashi, H., Yonezawa, T., Takedomi, Y. Nankai-Trough quduqlari offshore Yaponiyada tabiiy hidrat uchun qidiruv. 2001 yil 30 aprel - 3 may, Xyustonda bo'lib o'tgan Offshore texnologiya konferentsiyasida taqdim etilgan maqola. OTC 13040.

8. Takaxashi, H., Tsuji, Y. Yaponiya Nankay chuqurligida gidratlarni izlaydi. Oil & Gas jurnali, 2005 yil 5-sentabr, jild. 103.33, bet. 48-53.

9. Takaxashi, X., Tsuji, Y. Yaponiya Nankay chuqurligida gaz gidrat quduqlarini burg'ulaydi, loglaydi. Oil & Gas jurnali, 2005 yil 12 sentyabr, jild. 103.34, bet. 37-42,

10. Solovyov V.A. Jahon okeani ichaklaridagi gaz gidratining tarkibi// "Gaz sanoati", 2001 yil, 12-son.

11. Agalakov S.E. Gʻarbiy Sibir shimolidagi Turon konlaridagi gazgidratlar// “Neft va gaz geologiyasi”, 1997 yil, 3-son.

Gazgidratlari (shuningdek, tabiiy gaz gidratlari yoki klatratlari) suv va gazdan ma'lum termobarik sharoitlarda hosil bo'lgan kristalli birikmalardir. "Clathrates" nomi (lotincha clathratus - "qafasga solish") 1948 yilda Pauell tomonidan berilgan. Gazgidratlar stoxiometrik bo'lmagan birikmalar, ya'ni o'zgaruvchan tarkibli birikmalardir.

Birinchi marta gaz gidratlari (oltingugurt dioksidi va xlor) 18-asr oxirida J. Pristley, B. Peletier va V. Karsten tomonidan kuzatilgan. Gaz gidratlarining birinchi tavsiflari 1810 yilda G. Davy tomonidan berilgan (xlorgidrat). 1823 yilda Faraday taxminan xlor gidratining tarkibini aniqladi, 1829 yilda Levitt brom gidratini, 1840 yilda Wöhler H2S gidratini oldi. 1888 yilga kelib P.Villard CH4, C2H6, C2H4, C2H2 va N2O gidratlarini qabul qildi.

1940-yillarda sovet olimlari doimiy muzlik zonasida (Strijov, Moxnatkin, Cherskiy) gazgidrat konlari mavjudligi haqidagi farazni ilgari surdilar. 1960-yillarda ular SSSR shimolida gaz gidratlarining birinchi konlarini ham aniqladilar, shu bilan birga tabiiy sharoitlarda gidratlarning paydo bo'lishi va mavjudligi laboratoriya tasdig'ini topadi (Makogon).

O'shandan beri gaz gidratlari potentsial yoqilg'i manbai sifatida ko'rib chiqildi.
Turli hisob-kitoblarga ko'ra, gidratlardagi uglevodorod zaxiralari 1,8 × 10 ^ 14 dan 7,6 × 10 ^ 18 m³ gacha.
Ularning okeanlar va qit'alarning abadiy muzlarida keng tarqalishi, haroratning oshishi va bosimning pasayishi bilan beqarorligi ma'lum bo'ldi.

1969 yilda Sibirdagi Messoyaxa konini o'zlashtirish boshlandi, bu erda birinchi marta tabiiy gazni to'g'ridan-to'g'ri gidratlardan (1990 yildagi umumiy ishlab chiqarishning 36% gacha) (sof tasodifan) olish mumkin edi, deb ishoniladi.

Tabiatdagi gaz gidratlari
Aksariyat tabiiy gazlar (CH4, C2H6, C3H8, CO2, N2, H2S, izobutan va boshqalar) ma'lum termobarik sharoitlarda mavjud bo'lgan gidratlarni hosil qiladi. Ularning yashash maydoni dengiz tubi cho'kindilari va abadiy muzlik hududlari bilan chegaralangan. Asosiy tabiiy gaz gidratlari metan va karbonat angidrid gidratlaridir.

Gaz ishlab chiqarish jarayonida gidratlar quduq quduqlarida, sanoat kommunikatsiyalari va magistral gaz quvurlarida paydo bo'lishi mumkin. Quvurlar devorlariga yotqizilgan hidratlar ularning o'tkazuvchanligini keskin kamaytiradi. Gaz konlarida gidratlarning shakllanishiga qarshi kurashish uchun quduqlar va quvurlarga turli ingibitorlar (metil spirti, glikollar, 30% CaCl2 eritmasi) kiritiladi va gaz oqimining harorati isitgichlar, issiqlik izolatsiyasi yordamida gidrat hosil bo'lish haroratidan yuqori bo'ladi. quvurlarni va gaz oqimining maksimal haroratini ta'minlaydigan ish rejimini tanlash. Magistral gaz quvurlarida gidrat hosil bo'lishining oldini olish uchun gazni quritish eng samarali hisoblanadi - suv bug'idan gazni tozalash.

Tabiiy gaz gidratlari bilan bog'liq muammolar va istiqbollar
G'arbiy Sibir shimolidagi konlarni o'zlashtirish boshidanoq abadiy muzliklarning sayoz oraliqlaridan gaz emissiyasi muammosiga duch keldi. Ushbu relizlar to'satdan paydo bo'ldi va quduqlarning yopilishiga va hatto yong'inlarga olib keldi. Portlashlar gaz gidratining barqarorlik zonasi ustidagi chuqurlik oralig'ida sodir bo'lganligi sababli, uzoq vaqt davomida ular chuqurroq mahsuldor gorizontlardan o'tkazuvchan zonalar va qo'shni quduqlar orqali sifatsiz qoplamali gaz oqimlari bilan izohlangan. 1980-yillarning oxirida Yamburgskiy GKFning abadiy muzlik zonasidan muzlatilgan yadroni eksperimental modellashtirish va laboratoriya tadqiqotlari asosida to'rtlamchi davr yotqiziqlarida tarqoq relikt (ko'pikli) gidratlarning tarqalishini aniqlash mumkin edi. Ushbu gidratlar mikrobial gazning mahalliy to'planishi bilan birga, burg'ulash paytida portlashlar paydo bo'ladigan gazli oraliq qatlamlarni hosil qilishi mumkin. Abadiy muzlik zonasining sayoz qatlamlarida relikt gidratlarning mavjudligi Kanada shimolida va Bovanenkovo ​​gaz kondensati koni hududida o'tkazilgan shunga o'xshash tadqiqotlar bilan yana bir bor tasdiqlandi. Shunday qilib, yangi turdagi gaz konlari - intraermafrost metastabil gaz-gazgidrat konlari haqida g'oyalar shakllandi, bu Bovanenkovskoye gaz kondensati konida permafrost quduqlari sinovlari shuni ko'rsatdiki, nafaqat murakkablashtiruvchi omil, balki ma'lum bir manba hamdir. mahalliy gaz ta'minoti uchun asos.

Intrapermafrost konlari tabiiy gaz gidratlari bilan bog'liq bo'lgan gaz resurslarining juda oz qismini o'z ichiga oladi. Resurslarning asosiy qismi gazgidrat barqarorligi zonasi bilan chegaralangan - bu chuqurlik oralig'i (odatda bir necha yuz metr), bu erda gidrat hosil bo'lishi uchun termodinamik sharoitlar mavjud. G'arbiy Sibirning shimolida bu chuqurlik oralig'i 250-800 m, dengizlarda - pastki yuzasidan 300-400 m gacha, ayniqsa shelfning chuqur joylarida va kontinental qiyaliklarda 500-600 m gacha. pastki. Aynan shu oraliqlarda tabiiy gaz gidratlarining asosiy qismi topilgan.

Tabiiy gaz gidratlarini o'rganish jarayonida zamonaviy dala va quduq geofizikasi vositalaridan foydalangan holda gidratli konlarni muzlatilgan konlardan ajratish mumkin emasligi ma'lum bo'ldi. Muzlagan jinslarning xossalari gidratli jinslarnikiga deyarli toʻliq oʻxshaydi. Gaz gidratlarining mavjudligi to'g'risida ma'lum ma'lumotlarni yadro magnit-rezonansli loggi qurilmasi berishi mumkin, ammo u juda qimmat va geologiya-qidiruv amaliyotida juda kam qo'llaniladi. Cho'kindilarda gidratlar mavjudligining asosiy ko'rsatkichi asosiy tadqiqotlar bo'lib, bu erda hidratlar vizual tekshirish paytida ko'rinadi yoki eritish paytida o'ziga xos gaz miqdorini o'lchash yo'li bilan aniqlanadi.

Gazgidrat texnologiyalarini sanoatda qo'llash istiqbollari
Tabiiy gazni gidratlangan holatda saqlash va tashish bo'yicha texnologik takliflar 20-asrning 40-yillarida paydo bo'ldi. Gaz gidratlarining nisbatan past bosimdagi gazning katta hajmlarini konsentratsiyalash xususiyati uzoq vaqt davomida mutaxassislar e'tiborini tortdi. Dastlabki iqtisodiy hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, gazni gidratlangan holatda dengiz orqali tashish eng samarali hisoblanadi va gidratning parchalanishidan keyin qolgan toza suvni iste'molchilarga bir vaqtning o'zida sotish bilan qo'shimcha iqtisodiy samaraga erishish mumkin. gaz gidratlarining shakllanishi, suv aralashmalardan tozalanadi). Hozirgi vaqtda tabiiy gazni muvozanat sharoitida gidratlangan holatda dengiz orqali tashish tushunchalari, ayniqsa, iste'molchidan uzoqda joylashgan chuqur dengiz gaz (shu jumladan gidrat) konlarini o'zlashtirishni rejalashtirishda ko'rib chiqilmoqda.

Biroq, keyingi yillarda muvozanat bo'lmagan sharoitlarda (atmosfera bosimida) gidratlarni tashishga ko'proq e'tibor berilmoqda. Gazgidrat texnologiyalarini qo'llashning yana bir jihati yirik gaz iste'molchilari yaqinida muvozanat sharoitida (bosim ostida) gazgidratli gaz omborlarini tashkil etish imkoniyatidir. Bu gidratlarning gazni nisbatan past bosimda konsentratsiyalash qobiliyati bilan bog'liq. Shunday qilib, masalan, +4 ° C haroratda va 40 atm bosimda, gidratdagi metan kontsentratsiyasi 15-16 MPa bosimga to'g'ri keladi.

Bunday saqlash inshootining qurilishi murakkab emas: saqlash ombori chuqurga yoki angarga joylashtirilgan va gaz quvuriga ulangan gaz tanklarining akkumulyatoridir. Bahor-yoz davrida ombor gidratlar hosil qiluvchi gaz bilan to'ldiriladi, kuz-qish davrida u past potentsial issiqlik manbai yordamida gidratlarning parchalanishi paytida gazni chiqaradi. Issiqlik va elektr stantsiyalari yaqinida bunday omborlarni qurish gaz qazib olishning mavsumiy tebranishlarini sezilarli darajada yumshata oladi va bir qator hollarda UGS ob'ektlarini qurishga haqiqiy muqobildir.

Hozirgi vaqtda gazgidrat texnologiyalari, xususan, texnologik jarayonlarni intensivlashtirishning zamonaviy usullaridan (issiqlik va massa almashinuvini tezlashtiradigan sirt faol qo'shimchalar; hidrofobik nanokukunlardan foydalanish; turli diapazonlarning akustik effektlari) foydalangan holda gidratlar olish uchun faol ishlab chiqilmoqda. zarba to'lqinlarida gidratlar ishlab chiqarish va boshqalar).

http://ru.wikipedia.org/wiki/Gas_hydrates
http://en.wikipedia.org/wiki/Clathrate_hydrate

Rossiya kimyoviy jurnali. V. 48, No 3 2003. "Gazgidratlar"
http://www.chem.msu.su/rus/journals/jvho/2003-3/welcome.html
http://www.chem.msu.su/rus/journals/jvho/2003-3/5.pdf

http://www1.eere.energy.gov/vehiclesandfuels/facts/favorites/fcvt_fotw102.html

http://marine.usgs.gov/fact-sheets/gas-hydrates/title.html

Gaz gidratlarini o'rganish - geofizika guruhining bir qismi

Gaz gidratining barqarorlik egri chizig'i

Okean cho'kindilarida gaz gidratining barqarorligi

http://woodshole.er.usgs.gov/project-pages/hydrates/what.html

1970-yillardan boshlab tabiiy gaz gidrati, asosan metangidrat, bosim va harorat sharoitlari gidrat strukturasini barqarorlashtiradigan butun dunyoda tan olindi.U materik chetlari va qutbli kontinental sharoitlarda okean choʻkindilarida mavjud.U quduq namunalaridan aniqlangan. va seysmik aks ettiruvchi profillar va neft quduqlaridagi elektr loglardagi xarakterli reaktsiyalari bilan.to'g'ridan-to'g'ri dengiz tubida ~1000 metr qalinlikda; qatlam asosi haroratning oshishi bilan chegaralanadi.Yuqori kengliklarda u abadiy muzlik bilan bog'liq holda mavjud. .

Amerika Qo'shma Shtatlarining janubi-sharqiy qismida tez cho'kindi cho'kindilardan hosil bo'lgan tizma ostidagi kichik maydonda (atigi 3000 km2) gidratdagi metan miqdori AQShnikidan ~30 baravarga teng. yillik gaz iste'moli. Bu hudud Bleyk tizmasi sifatida tanilgan. Gidratlarning sezilarli miqdori, jumladan, miqdori