Перейти до вмісту

Гідрат метану

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Брила гідрату метану на дні моря

Гідрат метану — скупчення метану у формі його гідратів в океанах, морях і на суші.

Ресурси

[ред. | ред. код]
Розповсюдження в морях
Розповсюдження в морях і на континентах

Розвіданість ресурсів гідратів метану на межі ХХXXI ст. ще досить фрагментарна. Так, за підрахунками геологів США, запаси газових гідратів з імовірністю 65 % складають в прилеглих до цієї країни акваторіях 5663,4 трлн м³. Карта прогнозного розташування покладів газогідратів поблизу берегів США подана на рис. При щорічному споживанні менше 0,7 трлн м³ природного газу в цій країні таких запасів вистачить на багато сотень років.[1]

Ресурси метану в газогідратах оцінюються до 85 % від всіх світових ресурсів природного газу. За іншими даними ресурси газогідратів суттєво більші.[2] Точний розподіл покладів газогідратних промислових скупчень досі не встановлений. Це пов'язано з тим, що фізичні властивості океанічних гідратів метану вивчені недостатньо, як і їх генезис. Припускають, що значна його частина має біогенне походження. Метан нагромаджується в морях і океанах зі швидкістю 10 кілотонн на рік. Гідрат метану містить метан і воду в пропорції 1:5,75. При розкладанні однієї одиниці об'єму гідрату метану утворюється 150 об'ємних одиниць метану і 0,85 одиниць води. Метан у молекулярній структурі гідрату перебуває у вигляді твердих включень (крупинок), тому він не може переміщатися і утворювати великі поклади. Родовища гідратів метану зустрічаються у вигляді розсіяних крупинок або тонких пластів (від 5 до 105 см). Джерелом утворення гідратів метану є біогенний, так званий «вільний газ», що знаходиться під їхніми покладами. Ще одним джерелом можуть бути розпечені гази вулканічного походження, що знаходяться на великій глибині. Поклади гідратів метану і супутнього їм «вільного газу» утворюються у відкладах морського дна до глибини 1,5 км. При цьому найперспективніші для промислової розробки глибини 200–800 м нижче за рівень морського дна.

Світові запаси морських гідратів переважно приурочені до донних і піддонних покладів невеликої глибини залягання, оскільки вони характерні для материкових і острівних схилів до підніжжя і глибин внутрішніх і окраїнних морів.

На суші в Канаді (дельта річки Макензі в північно-західній частині) у 1998 році пробурена свердловина, де на глибинах 819–1111 м виявлений пласт гідратів метану потужністю 110 м. Ця свердловина уперше виявила гідрати метану і супутній їм «вільний газ» на глибині нижче рівня вічної мерзлоти. Роботи в цьому напрямку проводять також США, Японія[3], Росія. На шельфі Японії виявлені газогідратні родовища із запасами в 130 разів більшими від щорічного споживання цією країною газу. У Росії проблему розробляє «Газпром».

Запаси в Україні

[ред. | ред. код]

В Україні Чорне море багате на газогідратні поклади (до 65–70 трлн м³), а в районі глибоководної Кримської частини моря запаси газогідратних родовищ складають понад 20 трлн м³. Зокрема, прогнозуються великі запаси гідрату метану в палеодельті Дніпра.[4][1]

Експериментальні роботи з газогідратами в нашій країні тривають вже 30 років (Одеська «Академія холоду»). Тут розроблена технологія добування метану з газогідратів. Розроблено інноваційний проєкт «Метан — з газогідратів Чорного моря». Його реалізація тільки на одному газодобувному комплексі може дати Україні метану до 1 млрд м³ на рік або 1680 т рідкого метану на добу, а також чисту талу (без дейтерію) питну воду — 22 000 т на добу. Вартість проєкту — 150 млн доларів, повернення кредиту — через 1–2 роки. Чистий прибуток — 148 млн доларів на рік.

Спільні експедиції українських та німецьких науковців з метою визначення перспектив видобутку природного газу з газогідратів на українському шельфі Чорного моря було започатковано у травні 2010 р. Протягом двох місяців на борту сучасного німецького наукового судна Maria S. Merian перспективи видобутку газогідратів досліджували вчені Інституту біології південних морів НАН України та фахівці бременського науково-дослідницького Центру екології моря MARUM. У 2010 р. німецько-українська експедиція виявила запаси газогідратів неподалік від Севастополя. У жовтні 2011 року було досягнуто домовленість між фахівцями Інституту екології Балтійського моря (м. Варнемюнде, Німеччина) та Інституту біології південних морів НАН України (м. Севастополь) щодо продовження досліджень проблематики, пов'язаної з видобутком газогідратів. Згідно з укладеною угодою, у 20122013 роках було заплановано 4 спільні експедиції.

В результаті геофізичних досліджень на схилі північно-західного шельфу Чорного моря (акваторія палеодельти Дніпра) встановлені розмір і потужність газогідратонасичених донних відкладень, запропоновано місце розташування першої дослідно-промислової свердловини [Коболєв, Верпаховська, 2014].

Практика і технології видобування

[ред. | ред. код]

Див. також Історія видобування газогідратів як вуглеводневої сировини, Способи розробки морських газогідратів.

«Горючий лід». Метан у вигляді газових гідратів

Розробка технологій видобутку метану з гідратів на сьогодні включає такі методи: термічний вплив, зниження тиску, і закачування інгібіторів гідратоутворення. Механічний метод видобування гідратів і підняття їх на поверхню визнано нерентабельним.

В березні 2013 Японська національна корпорація нафти, газу і металів (Japan Oil, Gas and Metals National Corporation; JOGMEC) заявила про успішне отримання природного газу з гідрату метану з морського дна. Японці пробурили 270 м в товщі осадових порід, після чого вдалося досягти 60-метрового шару метангідратів, до якого було підведено знижений тиск. Видобуто 20 000 м³ метану.

Крім того, японська компанія Mitsui реалізувала пілотний проєкт постачання гідратним газом (1000 ст.куб.м / день) невеликої газотурбінної електростанції потужністю 280 кВт.

Програма уряду США:

У 2017 р. Геологічна служба Міністерства земельних і природних ресурсів Китаю повідомила, що експеримент з видобутку газових гідратів з родовища на дні Південно-Китайського моря закінчився «повним успіхом». Розробка родовища газових гідратів почалася 10 травня 2017 р. За перші 8 днів з родовища, розташованого на глибині понад 1200 м від поверхні моря і ще близько 200 м від поверхні дна, було отримано понад 120 тис. м³ газу з вмістом метану до 99,5 %.[5]

У 2019 р. шотландські дослідники (Університет Херіота-Уатта, Единбург, Шотландія) запропонували і апробували новий метод видобутку метану з газогідратних скупчень у вічній мерзлоті за допомогою закачування туди димового газу. При цьому вдалося не просто добути метан, а замістити один гідрат іншим, що дає змогу зберегти практично незмінними геомеханічні властивості масиву.[6] Інша технологія передбачає витіснення метану з гідратів діоксидом вуглецю[7]

Див. також

[ред. | ред. код]

Література

[ред. | ред. код]
  • Газогідрати. Гідратоутворення та основи розробки газових гідратів: Монографія. / В. І. Бондаренко та ін. — Дніпропетровськ: Літограф. 2015. — 219 с.
  • Українська нафтогазова енциклопедія / за загальною редакцією В. С. Іванишина. — Львів : Сполом, 2016. — 603 с. : іл., табл. — ISBN 9789669191403.
  • Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
  • Л. О. Педченко, М. М. Педченко, В. С. Білецький. Технологія формування газогідратних блоків з метою транспортування та зберігання вуглеводневих газів / Вісті Донецького гірничого інституту. № 30 (1) 2012. С. 363—374.
  • Педченко Михайло Михайлович Спосіб видобування і транспортування природного газу газових і газогідратних морських родовищ [Архівовано 29 березня 2015 у Wayback Machine.]
  • Педченко М. М. Гідратоутворення вуглеводневих газів: монографія / М. М. Педченко; за ред. В. С. Білецького — Полтава: ПолтНТУ, 2014. — 182 с.
  • Витязь О. Ю. Класифікація способів видобування метану з газогідратних покладів дна Чорного моря/ О. Ю. Витязь, Я. М. Фем'як, С. О. Овецький // Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. — 2014. — № 1 (50). — С. 13 — 23.
  • Овецький С. О. Визначення основних напрямків дослідження можливості видобування донних гідратів / С. О. Овецький, О. Ю. Витязь, Я. М. Фем'як, Я. П. Галик// Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. — 2012. — № 2. — С. 7 — 14.
  • Гинсбург Г. Д. Субмаринные газове гидраты (образование и распространение): автореф. дис. на здобуття наук.ступеня докт. геол.-мінер. наук: спец. 04.00.10 — «Геология океанов и морей» / ВНИИОкеангеология. — Санкт-Петербург, 1994. –64 с.
  • Якушев В.С. Природный газ и газовые гидраты в криолитозоне. – М.: ВНИИГАЗ, 2009. – 192 с.
  • Бык С.Ш. Газовые гидраты / С.Ш. Бык, В.И. Фомина. – М.: ВИНИТИ, 1970. – 126 с.
  • Макогон Ю.Ф. Газовые гидраты, предупреждение их образования и использование / Ю.Ф. Макогон. – М.: Недра, 1985. – 232 с.
  • Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: (5-ти мовний укр.-рос.-англ.-фр.-нім.): в 2 т. / В. С. Бойко, Р. В. Бойко. — Київ, 2004—2006. — Т. 1 : А-К: близько 4800 ст. — Київ: Міжнар. екон. фундація, 2004. — 551 с.

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. а б Орловський В. М. Історія видобутку та одержання нетрадиційного вуглеводневого газу / В. М. Орловський, В. С. Білецький, В. О. Подчерніна // Геотехнології = Geotechnologies. – 2023. – № 6. – С. 1-13.
  2. Гідрат метану
  3. Японія починає експериментальний видобуток гідрату метану[недоступне посилання з липня 2019]
  4. Скупчення газових гідратів у палеодельті Дніпра як об'єкт сейсмічних досліджень. Accumulations of gas hydrates in the Dnieper paleo-delta area as an object of seismic studies. Архів оригіналу за 16 листопада 2016. Процитовано 15 листопада 2016.
  5. Архівована копія. Архів оригіналу за 24 червня 2017. Процитовано 21 червня 2017.{{cite web}}: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)
  6. Вчені знайшли новий спосіб видобутку метану з вічної мерзлоти. Архів оригіналу за 31 грудня 2019. Процитовано 31 грудня 2019.
  7. Технологія передбачає витіснення метану з гідратів діоксидом вуглецю. Архів оригіналу за 11 листопада 2021. Процитовано 11 листопада 2021.