Суммарные запасы метана газогидратов морей и океанов на порядок превышают известные запасы конвенциональных месторождений природного газа и потенциально являются самым мощным источником минеральных энергоресурсов. На сегодняшний день только часть этих месторождений, сосредоточенных вдоль береговой полосы материков, может рассматриваться как потенциально-промышленная. Отдельные месторождения уже достаточно детально исследованы, и получены достоверные данные об их запасах и горно-геологических условиях разработки.
Несмотря на многочисленные государственные программы широкомасштабных поисков и освоения газогидратов морей и океанов, которые были приняты ведущими мировыми державами и странами собственниками мощных газогидратных месторождений (Украиной в том числе), поныне не найден универсальный "технологический ключ" для экономично успешной добычи метана морских газогидратов.
С одной стороны, это объясняется тем, что в фокусе натурных исследований находятся вопросы геологических разведок газогидратных месторождений при почти полном отсутствии экспериментально-промышленных попыток разработки морских залежей (преобладают теоретические подходы, моделирование, изобретения на стадии идей). Другими словами, пока что в основном имеет место определение ресурсной базы, "основные игроки" не спешат вкладывать значительные средства в испытания недостаточно совершенных технических решений (риски превышают ожидаемые выгоды).
С другой стороны, специалисты сталкиваются с многообразием условий залегания и свойств газогидратных пластов и окружающей среды: глубина и рельеф морского дна, температура и химическая агрессивность донной среды, место концентрации залежей газогидратов (на поверхности или же в глубине массива донных пород), структура и свойства горных пород кровли и подошвы пласта (в частности, их толщина), наличие или отсутствие на контакте с пластами освобождённого метана, состав и свойства газогидратного пласта, и т.д. Это указывает на целесообразность индивидуального проектирования технологии добычи для конкретных месторождений, хотя и не решает проблемы эффективных способов разработки.
Анализ известных способов добычи метана морских газогидратов, предложенный изобретателями из разных стран, можно условно разделить по степени воздействия на пласт на две группы - 1) локального воздействия на ограниченный участок газогидратной залежи (подавляющее большинство способов) и 2) широкого воздействия на значительную площадь поверхности или внутренней структуры залежи. Вторая группа является более перспективной, поскольку обеспечивает одновременную диссоциацию большого количества газа и способна гарантировать рентабельность морской газодобычи.
На сегодняшний день ко второй группе относится достаточно эффективный способ разработки конвенциональных месторождений природного газа, перекрытых толщей газогидратного пласта, диссоциация которого начинается со сменой давления при откачке свободного газа конвенционального месторождения (именно в таких условиях проходил первый промышленный эксперимент добычи метана морских газогидратов). К сожалению, в природе довольно редко встречаются месторождения, которые одновременно сочетают в себе газ конвенциональных месторождений и газогидратные залежи, и поэтому область применения этого способа крайне ограничена.
Перспективным считается также способ разработки морских газогидратных пластов гидроразрывом, который возник по аналогии раскрытия залежей сланцевого газа, когда в продуктивном пласте бурят горизонтальные длинные скважины, через которые осуществляют гидроразрыв пласта и извлечение газа из больших площадей и массивов.
Следует отметить, что физические свойства газогидратов существенно отличаются от других горных пород, которые когда-либо разрабатывались гидроразрывом. Существуют обоснованные сомнения относительно возможности обеспечения эффективного трещинообразования и продолжительного удержания системы трещин при гидроразрыве пласта (вода и газ в них могут быстро превращаться обратно в газогидрат). Кроме того, недостаток данного способа заключается в высокой степени опасности внезапного выброса газа вследствие быстрого распада газового гидрата, что требует его усовершенствования. Оба решения второй группы предусматривают откачку образованного газа через скважины и наличие непроницаемых пород кровли газогидратного пласта (т.е. изоляцию от проникновения газа в водное пространство).
Авторская концепция, выдвинутая группой учёных Киевского политехнического института (КПИ) под руководством профессора Геннадия Гайко, также предусматривает способы широкого воздействия на значительную площадь поверхности или внутренней структуры залежи, при этом основная идея заключается в создании в породах кровли газогидратного пласта открытой системы трещин, через которые выпускают освобождённый газ в водное пространство под разветвлённую газосборную оболочку, экранирующую значительную часть месторождения. В настоящее время учёными КПИ отрабатываются: 1) способы размыва, взрывного разрушения, гидроразрыва пород кровли; 2) средства диссоциации газа путём разгерметизации, подачи теплоносителя или химического реагента; 3) конструкции и технологии монтажа разветвлённых газосборных экранов; 4) системы транспортировки газа, полученного из-под газосборного экрана, в частности, по донным трубопроводам.
Система экранированной разработки газогидратных залежей может стать универсальной технологией добычи метана газогидратов, что требует объединения усилий заинтересованных партнёров и инвесторов. Группа учёных КПИ приглашает к сотрудничеству все заинтересованные стороны.
Дополнительная информация: ogo55@ukr.net
No comments:
Post a Comment