Про гидратный газ забыли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Про гидратный газ забыли

Некоторые специалисты рекомендуют готовиться к пику добычи нефти, который может наступить в 2030 г. Позволим себе не согласиться с подобными предсказаниями. Во-первых, мы не согласны, что пик добычи нефти в мире наступит в 2030 г. Это самая поздняя дата, согласно прогнозу компании JHSCERD. Еще не сказали своего последнего слова Африка, Сибирь, шельфы морей и океанов, добыча нефти в открытом море, Венесуэла и т.д. Мы не знаем точных запасов нефти в Арктике. Во-вторых, экономия в расходовании нефти, конечно, нужна, но еще более востребованы разработки новых энергоносителей (вода-водород, солнечная энергия, энергия морских приливов и отливов и т.д.).

И здесь мы хотим остановиться на таком неисчерпаемом источнике экологически чистого энергоносителя, как гидратный газ и полученные из него в процессах «газ в жидкость» высококачественные нефть и нефтепродукты.

На Земле около половины углерода, связанного в органических и неорганических соединениях, содержится в виде гидратов метана [1]. Поэтому сначала немного о гидратах метана (далее будем называть их газовыми гидратами, или ГГ), их структуре, свойствах, местах залегания и т.д.

В структурном плане ГГ представляют собой кристаллические соединения нестехиометрического состава типа CH₄nH₂O, где n?6?8, образующиеся при определенных термобарических условиях, например, 2, 17 МПа и 268 К в системе «метан - лед», 2, 57 МПа и 273 К в той же системе «метан - лед». То есть чем выше температура, тем больше должно быть давление, и наоборот, чтобы гидрат существовал стабильно [1]. При этом каждой температуре соответствует определенное давление.

Только при определенных сочетаниях температуры и давления гидраты могут стабильно существовать [2]. Чтобы гидрат был устойчив при атмосферном давлении, нужна температура около минус 80 °С. Но гидраты могут довольно долго существовать в условиях низких давлений и при более высоких, но обязательно отрицательных температурах. Их существование обеспечивает эффект самоконсервации: при разложении («таянии») гидрата, он отдает много тепла, температура его поверхности охлаждается и покрывается ледяной коркой, именно коркой водяного льда. То же самое происходит в частице гидрата при минусовой температуре. Это мешает его дальнейшему разложению [3, 4].

По нашему мнению, именно это произошло на Мессояхском месторождении, т.к. добыча газа из гидратов производилась методом периодического понижения давления, при этом тепло в пласт не подводилось. Можно высказать предположение, что произошла самоконсервация гидратов в пласте. Поэтому пласт перестал давать газ.

ГГ являются источником газа, который может составить реальную конкуренцию традиционным месторождениям в силу неисчерпаемости ресурсов, широкого распространения, неглубокого залегания и концентрированного состояния газа [2]. Один кубометр метаногидрата содержит до 300 м³ газа и 0, 78 м³ воды [5].

Основные залежи гидратов распространены на шельфах морей и океанов, на морском дне и под ним (98%) и только 2% гидратов залегают на суше. По разным данным, от 30 до 60% территории России благоприятны для накопления гидратов. ГГ могут быть распространены в придонных отложениях Мирового океана с глубин около 300 м в северных широтах и около 600 м - в южных [6].

На суше в России ГГ выявлены на Ямбургском газоконденсатном месторождении (ГКМ), Бованенском ГКМ, Улан-Урехской антиклинали, в районе алмазной трубки Удачная, на золотоносных россыпях Колымского района, Чукотке, Буйском прогибе и Мессояхском месторождении [7]. Гидратные залежи в России выявлены также в отложениях сеномана Гыданского месторождения, а также в газоносной пачке кузнецовской свиты Заполярного месторождения, Южно-Русской, Харампуровской, Тэрельской, Фестивальной, Ново-Часфельской площадях. Имеются данные по месторождениям ГГ в Восточной Сибири [5, 8].

Что касается морских залежей, то в настоящее время ГГ обнаружены более чем в 200 районах, расположенных вдоль восточного и западного побережья Северной и Южной Америки, Евразийского континента, на шельфах Австралии, Индии, Японии, под Черным, Каспийским, Средиземным, Охотским и Баренцевым морями, в Мексиканском заливе.

Наиболее известные на сегодняшний день месторождения метаногидратов - Мессояхское, Маллик (Канада) и Нанкийское (Япония). Запасы газов в гидратах месторождения Маллик оцениваются в 100 млрд м³, а на месторождении Нанкай - от 4 до 20 трлн м³.

Именно поэтому гидраты рассматриваются как неистощимый источник экологического топлива в ближайшем и отдаленном будущем. Такие страны, как США, Япония, Индия, Южная Корея, Канада, Норвегия, Китай, Тайвань и некоторые другие, тратят миллиарды долларов на поиск месторождений ГГ, разработали соответствующие национальные программы и на самом высоком уровне следят за их выполнением. При этом США вообще засекретили свои работы по поиску и разработке гидратов в Мексиканском заливе и на Аляске.

Судя по темпам развития исследований, Япония и Канада от опытно-промышленной добычи скоро перейдут к промышленной разработке гидратных залежей. Япония в 2013 г. сообщила о том, что переходит к опытно-промышленной добыче газа из гидратов на месторождении Нанкай и что подтвержденные запасы ГГ составляют не менее 7 трлн м³. Канада уже много лет пытается перейти на промышленную добычу газа из гидратов, но пока нет сведений о таком переходе.

Добыча газа из гидратов и на суше, и на море - процесс сложный и может быть опасным, если его не изучить досконально. Особенно опасно вскрытие газогидратного пласта. В Канаде при вскрытии пласта произошел взрыв, погибли два человека.

Как было сказано, запасы ГГ огромны. По одним данным, мировые запасы гидратного метана превышают 16·10¹² т нефтяного эквивалента (н. э.) [9], по другим - еще больше: от 2800 до 25 000 трлн м³ [10] и от 1, 8·10¹⁴ до 7, 6·10¹⁸ м³ [11]. При этом они являются возобновляющимся видом топлива. Уж этих запасов хватит человечеству на тысячелетия.

Поэтому главное сейчас не только экономить нефть, главное, если не главнейшее, - это:

1. Совершенствовать методы поиска и разведки наиболее крупных гидратных скоплений, где концентрация гидратов была бы наивысшей.

2. Исследовать методы безопасной технологии вскрытия газогидратного пласта и его безопасной эксплуатации.

3. Необходимо изучать динамику разложения гидратов: например, закачка теплоносителя в гидратный пласт со скоростью больше определенной может привести к взрыву пласта.

При этом надо помнить, что технология добычи для каждого пласта разрабатывается с учетом его особенностей.

Сейчас ближе всех к созданию промышленной технологии добычи газа из гидратов находится Япония. Поделится ли она своим опытом?

В любом случае гидраты будут разрабатываться в необходимом количестве многие века, и человечество за эру гидратного газа научится использовать солнечную энергию, научится получать и использовать водород в качестве топлива, а также широко использовать энергию приливов и отливов и многое другое, если не уничтожит себя в ядерной войне.

При этом надо помнить, что из метана можно получать и нефть, и бензин, и дизельное топливо, и ценные пластмассы.

Рассмотрим, что дает переработка его в процессе «газ в жидкость» с получением синтетической нефти и моторных топлив [12]. В настоящее время эта технология стремительно развивается за рубежом. Фирма Shell, например, прогнозирует увеличение доли синтетического топлива до 15% от его мирового производства к 2015 г. При этом синтетическая нефть и синтетические жидкие моторные топлива не только не уступают, но и превосходят по своим качествам природные. По всем важнейшим свойствам, особенно по содержанию серы и ароматики, по цетановому числу, синтетическое дизтопливо лучше полученного из природной нефти. Более того, выход продуктов из синтетической нефти в разы больше, чем из природной. Так, дизтоплива из синтетической нефти получается почти в три раза больше, чем из природной нефти, бензина - почти в 1, 5 раза, керосина - в два с лишним раза больше. Вот почему GNL так стремительно развивается за рубежом. В России этой важнейшей проблемой занимаются ОАО «Газпром промгаз», НАМИ, ВНИИ НП и ЗАО «Ренфор-Новые технологии» (Самара).

Мы считаем, что для решения такой важной проблемы, как добыча и переработка гидратного газа, следует разработать российскую государственную программу.

гидратный газ метан нефть

Литература

1. Патент №2169834. Классы патента Е21В45/24. Заявитель: Институт катализа им. Г.К. Барсукова СО РАН; авторы: Мильгунов М.С., Фенелонов В.Б., Пармон В.Н. и др.

2. Бык С.Ш., Фомина В.И. Газовые гидраты // Успехи химии. 1968. Т. 37, №6. С.1097 - 1135.

3. Гидрат метана [Электронный ресурс] // Википедия. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B8%D0% B4%D1%80%D0%B0%D1%82_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%B0 (дата обращения: 11.03.2014).

4. Росийская газовая энциклопедия. М.: Большая российская энциклопедия, 2004. Т.1.

5. Мировая экономика. 2008. №11, 12.

6. Академик предлагает заняться добычей газа из газовых гидратов / РИА Новости, 06.02.2008 [Электронный ресурс] // URL: http://old.rian.ru/science/20080206/98561908.html (дата обращения: 04.04.2014).

7. Агалаков С.Е. Газовые гидраты в туронских отложениях на севере Западной Сибири / Геология нефти и газа. 1997. №3 [Электронный ресурс] // URL: http://www.geolib.ru/OilGasGEO/1997/03/STAT03 (дата обращения: 27.03.2014).

8. Коллет Т.С., Льюис Р., Такаши У. Растущий интерес к газовым гидратам // Schlumberger. Нефтегазовое обозрение, осень 2001. Т. 6. №2. С. 38 - 53.

9. ОАО «Газпром промгаз» - Эффективное энергоснабжение // Газовая промышленность. 2009. №10.

10. Море топлива // Эксперт (Украина). 2007. №19 (116).

11. А. Щебетов. Месторождение газовых гидратов: ресурсы и возможные методы разработки // Нефть и капитал. 2006. №2.

12. Ф.Д. Ларичкин, А.Е. Череповицын, А.М. Фадеев. Проблемы и возможности инновационного развития нефтегазового комплекса: стратегическое видение // Вестник МГТУ. 2011. Т. 14. №2. С. 447 - 451.

Размещено на Allbest.ru