Субаквальные газогидратные залежи

1. Типизация субаквальных газогидратных залежей

2. Возможные механизмы формирования химического состава катагенного гидратного газа

3. Субаквальные газогидратные залежи как индикатор более глубоких залежей нефти и газа

Литература

Однако ряд вопросов исследования субаквальных газогидратов по-прежнему недостаточно освещен. Как основные, можно выделить особенности протекания процессов гидратообразования в различных дисперсных породах, количественные характеристики состава, строения и свойств природных гидратонасыщенных дисперсных систем. Неясными остаются механизмы образования субаквальных газогидратных залежей различных типов, их устойчивость и эволюция в геологическом масштабе времени.

Кроме того, важной проблемой является разработка технологических решений по добыче и подготовке газа из газогидратных залежей различного типа, транспортировке гидратного газа до потенциального потребителя. Именно исходя из возможностей тех или иных технологий разработки газогидратных залежей и методов стимуляции гидратосодержащих горизонтов в основном и будут оцениваться извлекаемые (а не общие потенциальные) ресурсы гидратного газа - характеристика, определяющая конкурентоспособность того или иного источника углеводородов.

Все эти (в основном не решенные в данное время) проблемы - методы поиска и картирования газогидратных залежей, разработка методики оценки ресурсов гидратного газа, методы разработки и подготовки добытого гидратного газа - можно назвать “технологическими” проблемами. Первым шагом к решению этих вопросов является проведение типизации газогидратных залежей по принципу, в перспективе отражающему специфику того или иного вида газогидратных залежей для нужд газодобывающей отрасли.

1. Типизация субаквальных газогидратных залежей

В основе типизации природных газогидратных залежей предлагается использовать “географо-генетический” принцип: провести подразделение гидратоносных толщ по их географическому положению - “классу” (морские, континентальные), далее - по “типу” (генезис газа - гидратообразователя: биохимический или катагенный). Сочетание тех или иных классов и типов газогидратных залежей позволяет выделить их основные географо-генетические “виды”, имеющие свои специфические характеристики, и оценить потенциальные ресурсы углеводородного сырья.

В соответствии с предложенной типизацией среди субаквальных газогидратных залежей (ГГЗ) можно выделить два основных вида (табл.1):

· субаквально-биохимический - характеризуется площадными ловушками, мощность которых определяется общей газогенерационной обстановкой и увеличивается с увеличением мощности зоны стабильности газогидратов (ЗСГ) (рис.1);

· субаквально-катагенный - характеризуется локальными экранированными по разломам ловушками сливающегося или несливающегося типов (рис.2).

Рис. 1. Субаквально-биохимические газогидратные залежи

Количество сконцентрированного газа, наряду с общей газогенерационной обстановкой, будет также определяться частотой разломной сети, наличием каналов фильтрации, обеспечивающих приток газа к местам его аккумуляции в пределах ЗСГ.

Кроме того, в определенных геологических условиях возможно образование полигенетических (смешанных) ГГЗ, когда в сформированную залежь газа биохимического генезиса мигрирует глубинный катагенный газ или наоборот.

Следующим важным этапом является типизация субаквальных ГГЗ по конечному химическому составу добываемого газа (табл.1).

В субаквально-биохимических ГГЗ, благодаря специфике образования метана “in situ” при микробиальной переработке органического материала, в химическом составе газа маловероятны примеси тяжелых гомологов метана. Как правило микробиальный природный газ имеет двухкомпонентный состав - метан и азот, парагенетичный биохимическому метану.

То есть с точки зрения подготовки газа, в субаквально-биохимических ГГЗ больших экологических проблем не возникнет (например, образования жидких углеводородов после диссоциации гидратов).

Рис.2. Субаквально - катагенные газогидратные залежи

а - ловушки несливающегося типа, б - ловушки сливающегося типа

Однако промышленная разработка этого вида залежей - вопрос отдаленного будущего, так как ресурсы биохимического гидратного газа часто “размазаны” по гидратоносной провинции и локализовать их сконцентрированную часть (собственно залежи) на данном этапе исследований проблематично.

Таким образом, на первый план выходит добыча гидратного газа из субаквально - катагенных залежей, которые, с одной стороны, имеют меньший ресурсный потенциал, но, с другой, существенно лучше картируются в своей сконцентрированной части. Однако проблемы, обусловленные многокомпонентным составом газа - гидратообразователя (присутствие тяжелых гомологов метана) для субаквально - катагенных ГГЗ будут стоять более остро из-за ряда экологических ограничений, а также изменения реальных Р/Т условий гидратообразования смешанного газа, которые сложно прогнозировать (в отличие от термодинамически гидратообразования чистого метана) и т.д.

2. Возможные механизмы формирования химического состава катагенного гидратного газа

субаквальный газогидратный залежи нефть

Компонентный состав катагенного гидратного газа во многом зависит от геологических условий его миграции к местам аккумуляции. Рассмотрим два основных механизма формирования конечного химического состава гидратного газа катагенных газогидратных структур в субаквальных условиях (рис.3 а, б). Во-первых, возможен вариант равномерной достаточно разряженной разломной сети с постоянным подтоком глубинного газа в ЗСГ. При таких условиях возможна определенная “геохимическая сепарация и зональность” газогидратов того или иного химического состава. То есть гидраты более тяжелых гомологов метана могут подстилать собственно гидратную метановую залежь и добытый газ будет иметь кондиционный химический состав (рис.3а). При этом клатратная влага, образовавшаяся после диссоциации газогидратов, может отводиться непосредственно в морской бассейн без серьезных экологических последствий.

Рис.3 Возможные механизмы образования газогидратных залежей с различным химическим составом гидратного газа

а - механизм образования монокомпонентного газогидратных залежей

б - механизм образования поликомпонентных газогидратных залежей

Во втором случае, когда разломная сеть представлена малочисленными изолированными каналами, с непосредственного момента около - разломное пространство будет тампонироваться образовавшимися гидратами, и доступ воды прекратится. В таких условиях катагенный газ сложного состава будет мигрировать до придонной области и только так (в неизменном виде) переходить в клатратную форму. Как результат, возможно образование субаквально - катагенных залежей, состав газа - гидратообразователя которых нуждается в серьезной технологической переработке перед транспортировкой и использованием (рис.3 б). Кроме того, нежелательной становится закачка клатратной влаги в морской бассейн, так как в ней вполне вероятно наличие пленок жидких углеводородов.

Таблица 1. Генетико - геохимическая типизация субаквальных газогидратных залежей

3. Субаквальные газогидратные залежи как индикатор более глубоких залежей нефти и газа