zinet home
home home
home ИНТЕЛЛЕКТ-ПОРТАЛ
home Стартовал прием материалов в сборник XХХIX-й научной конференции. Требования к публикациям - в разделе "Объявления".

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

РЕСУРСЫ ПОРТАЛА:

Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 28 мая 2016 г.)


Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)


Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)


Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24-27 ноября 2015 г.)


Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13-17 октября 2015 г.)


Тридцать третья научно-практическая конференция
(20-27 мая 2015 г.)


Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2-7 апреля 2015 г.)


Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)


Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)


Двадцать девятая международная научно-практическая конференция
(19-25 ноября 2014 г.)


Двадцать восьмая международная научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)


Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)


Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)


Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)


Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)


Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабя 2013 г.)


Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноябя 2013 г.)


Первая международная научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцать первая научно-практическая конференция
(14-18 мая 2013 г.)


Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)


Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февряля - 3 марта 2013 г.)


Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)


Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)


Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)


Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01 - 07 марта 2012 г.)


Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)


Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)


Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)


Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля - 04 мая 2011 г.)


Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)


Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)


Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)


Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)


Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)


Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)


Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)


Третья научно-практическая конференция
(20-27 декабря 2008 г.)


Вторая научно-практическая конференция
(1-7 ноября 2008 г.)


Первая научно-практическая конференция
(10-15 мая 2008 г.)



НАШИ ПАРТНЕРЫ:

Студия веб-дизайна www.zinet.info



Студия ландшафтного дизайна Флора-МК


Уникальное предложение!



Сайт-визитка - теперь
всего за 200 грн!

подробнее>>>



ОСОБЛИВОСТІ ПОШУКІВ І ВИДОБУВАННЯ ПРИРОДНИХ ГАЗОВИХ ГІДРАТІВ ФІЗИЧНИМИ МЕТОДАМИ З ПОКЛАДІВ РІЗНОЇ СТРУКТУРИ

 

Овецький С.О., Гузинець О.О.

Україна, м. Івано-Франківськ,

Івано-Франківський національний технічний

університет нафти і газу

 

The article analyzes the main advantages and disadvantages of physical methods of extraction of natural hydrates with under bottom marine deposits. Peculiarities of economic and ecological risk in the application of these methods.

 

Гідрати являють собою поєднанням двох широко поширених речовин, води та природного газу. Якщо ці речовини вступають в контакт при високому тиску і низькій температурі, то відбувається формування твердої маси, схожої на лід. Величезні обсяги відкладень в придонних шарах океанічного дна і в полярних регіонах знаходяться в термобаричних умовах, що допускають утворення гідратівинонімами терміна гідрати є газові гідрати, метанові гідрати або клатрати. Основним структурним елементом гідратів є кристалічна комірка з молекул води, всередині якої розміщена молекула газу. Комірки утворюють щільну кристалічну решітку. Завдяки компактній структурі гідрати містять дуже велику кількість метану. Одна об'ємна одиниця гідратів містить газ, який займає від 150 до 180 об'ємних одиниць при нормальних умовах. Велика частина гідратів зосереджена на материкових окраїнах, де глибина води становить приблизно 500 м. В цих зонах вода виносить органічний матеріал і містить поживні речовини для бактерій, в результаті життєдіяльності яких виділяється метан. Звичайна глибина залягання природних газових гідратів 100-500 м нижче морського дна, хоча іноді їх виявляли і на дні. Крім великомасштабних сейсмічних досліджень в морі, визначити наявність гідратів поблизу морського дна або зробити висновок про їх нещодавню присутність можна за допомогою вимірювань мінералізації води. Солі та інші компоненти, що міститься у морській воді не беруть участь у гідратоутворенні. Тому відразу ж після кристалізації вміст солей, наприклад, хлоридів, у морській воді зросте. Якщо в цей час виміряти мінералізацію води, то буде виявлена ​​підвищена концентрація хлоридів. Через деякий час після кристалізації концентрація хлоридів повернеться до норми внаслідок природного перемішування води. І навпаки, розкладання гідратів призводить до опріснення води через зниження мінералізації води. Якщо під час буріння буде виявлена прісна вода, то це може слугувати ознакою розкладу гідратів і вказувати на їх нещодавню присутність.

Всі типи покладів метанових гідратів були сформовані в залежності від місць співіснування метану та води, а також від їхнього співвідношення. Розрізняють три типи колекторів метанових гідратів (рис. 1), підтверджених на сьогоднішній день [1]: порового типу; тріщинуватого типу; масивного або порожнинного.

У колекторах порового типу, метанові гідрати (МГ), знаходяться в порах пористого середовища, такого як у пісковиках чи карбонатних породах, подібно до типових скупчень природного газу та нафти. З іншого боку, в колекторах тріщинуватого типу, метанові гідрати містяться в тріщинах, кавернах, в той час як в масивних/порожнистих колекторах, метанові гідрати акумулюються у вигляді грудок, бугрів, виступів у дрібнозернистих намулах, внаслідок можливого утворення гідратів на поверхні морського дна.

 

Рисунок 1 - Типи колекторів метанових гідратів

 

МГ зосереджені у природних порожнинах, каналах, в основному виявлені в дрібнозернисттих намулах, насипах і в щільних породах, які не характеризуються високою проникністю, що створює складність в розробці таких покладів. Більше того, розробка МГ в таких покладах може спричинити проблеми, які пов’язані з порушення цілісності стовбура свердловини і стабільності покладу в цілому.

Колектори порового типу поділяються на кілька видів [1] з точки зору умов існування метанових гідратів, вільного газу та вільної води (рис. 2). Якщо достатня кількість метанового газу поступає в порове середовище при умові стабільності метанового гідрату, яке обмежене непроникними шарами породи, такими як сланець, МГ утворюється в даній пастці і поровий простір заповнений МГ і невеликою кількість води, яка не контактує з метановим газом, класифікується як третій вид. Більшість родовищ відкритих в западині Нанкай на шельфі Японії, Малік (Канада) характеризуються саме цим видом пасток.

 

Рисунок 2 - Класифікація покладів (пасток) МГ порового типу

 

З іншого боку, якщо достатня кількість метанового газу постачається в порове середовище, де верхня частина знаходиться в умовах стабільності МГ, а нижня частина - в умовах розпаду гідратної фази, МГ формується у верхній частині пастки, в той час поки вільний газ накопичується в її нижній частині. Такий тип покладу МГ, який залягає над вільним газом характеризується як перший вид. До нього відносять Месояхське родовище (Росія).

При недостатній кількості газу чи у випадку, коли вільний газ в пастці першого виду після міграції розсіюється, то МГ залягає на вільною водою і така пастка класифікується як другий вид. Підтвердженням цього, являються поклади МГ у північній частині западини Нанкай та родовищі Малік (Канада).

В колекторах порового типу, механізм дисоціації МГ та його видобутку у високій мірі залежить від властивостей порового простору, в якому міститься МГ. Особливо, глибина, товщина, пористість, проникність, насиченість МГ, початкові температура та тиск, теплопровідність є невід’ємними параметрами через які оцінюється продуктивність видобутку газу з покладів МГ.

Під час дисоціації МГ і видобутку газу, підошовна вода проникаючи в зону газового гідрату, спричиняє утворення водяного конуса. Водяний конус живить теплом газовий гідрат з водоносних горизонтів, що сприяє розкладу МГ у нижній частині (на межі Г + вода), що в свою чергу призводить до зростання видобутоку газу. Але при такому розкладі, потрібно врахувати те, що одночасно при зростанні темпу відбору газу, буде зростати і кількість видобутої води. Тому розробка таких покладів в промислових масштабах не є економічно виправданою. З практичної точки, перевагою покладів 3 виду над 2 видом, слугує те, що розробка першого може здійснюватись з відносно малою кількістю видобутої води. Даний метод передбачає використання свердловинних насосів, які знижують пластовий тиск, що в свою чергу спричиняє виділення газу з МГ. Дисоціація МГ викликається у при свердловинній зоні пласта, де пластовий тиск стає нижчим за 3-фазовий рівноважний тиск. В цій зоні, поряд з дисоціацією МГ, а тому із зниженням насиченості МГ, ефективна проникність зростає. Тому зниження тиску поширюється набагато легше у віддалених зонах від вибою свердловини.

При застосуванні цього методу, однак, не весь поклад МГ, що знаходиться під тиском нижче 3-фазового рівноважного тиску дисоціює. Пластова температура знижується в процесі розкладання МГ, так як дана реакція є ендотермічною. Дисоціація припиняється, як тільки пластова температура стає ідентичною до 3-фазної рівноважної температури, відповідно до пластового тиску. Іншими словами, процес дисоціації припиняється тоді, коли пластова теплота між початковою пластовою температурою і 3-фазовою рівноважною температурою відповідно до зниженого пластового тиску була поглинута. Після поглинання всього тепла, дисоціація МГ поступово досягається шляхом поширення теплового потоку з навколишнього середовища, швидкість поширення якого зазвичай надзвичайно мала.

Методи теплової дії на пласт спрямовані на підвищення температури у привибійній зоні пласта (ПЗП). До них відносять метод циркуляції гарячої води по стовбуру свердловині для підвищення температури на вибої, метод обігріву стовбура свердловини нагрівачами, встановлених на вибої для підвищення температури в пристовбурній зоні і пароциклічна обробка свердловини, яка передбачає закачування гарячої водив продуктивний горизонт, з подальшим глушінням на період, необхідний для достатнього переміщення тепла в пласті, після чого відбувається видобуток газу та води з тієї ж свердловини, через яку нагнітали гарячу воду. З іншого боку, при термозаводненні, тепло від гарячої води, яка нагнітається, рухається в напрямку інших свердловин, підвищуючи температуру, що в свою чергу спричиняє дисоціацію МГ між свердловинами (метод термозаводнення).

При застосуванні методів циркуляції гарячої води та обігріву стовбура свердловини, в районі, де пластова температура досягає значення вищого за 3-фазову ідентичну температуру, відбувається дисоціація МГ і в той же час спостерігається підвищення тиску, яке пов’язане з газом, що виділяється з МГ. Дисоціація МГ припиняється в районі, де пластовий тиск стає рівним значенню 3-фазового ідентичного тиску. При застосуванні даних методів, процес збільшення зони з підвищеною температурою надзвичайно повільний, оскільки тепло переноситься завдяки теплопровідності. У 2002 році в районі родовища Малік в Канаді, було проведено дослідження, в результаті якого було досягнуто успіх з видобування метанового газу з покладів МГ в перше в світі, застосовуючи метод циркуляції гарячої води. При застосуванні методів, які базуються на закачуванні гарячої води в пласт, таких як пароциклічна обробка і термозаводнення, поширення тепла відбувається набагато швидше в порівнянні з іншими тепловими методами, а отже і збільшення зони дисоціації МГ, при умові, що нагнітання гарячої води буде рівномірним, тобто без ускладнень. Насправді, закачування гарячої води є складним процесом. Більше того, при термозаводненні, метановий газ, що виділяється внаслідок дисоціації МГ біля нагнітальної свердловини, охолоджується знову, в напрямку поширення видобувної свердловини і при цьому спостерігається вторинне утворення МГ між свердловинами, що в свою чергу різко знижує проникність і запобігає подальшому рівномірному нагнітанні гарячої води.

При застосуванні теплових методів в поєднанні з методом зниження тиску, очікується майже 100% видобуток метану шляхом синергетичного ефекту зниженні тиску та нагріванні, якщо умови є сприятливими. Проте, енергія яка використовується при даних методах є досить великою, тому з точки зору енергетичної ефективності, придатність теплових методів на даний час є спірним питанням.

З вищенаведених даних можна зробити висновок, що видобування природних гідратів пов’язаний з рядом економічних і екологічних проблем, які необхідно розв’язати. У більшості випадків перехід невикористовуваного нетрадаційного джерела в розряд використовуваних залежить від розміру інвестицій та рівня розвитку технологій [2]. Газові гідрати можуть вважатися потенційним джерелом вуглеводнів тільки в тому випадку, коли можна довести, що отримана в результаті енергія перевищує енергію, необхідну для виділення метану.

Розкладання гідратів може призвести до порушення стійкості придонних відкладень на континентальних схилах. Підошва зони газових гідратів може бути місцем різкого зниження міцності товщі осадових порід. Присутність гідратів може перешкоджати нормальному ущільненню та консолідації відкладень. Таким чином, будь-яка з технологій розробки родовищ гідратів може виявитися успішною лише в тому випадку, якщо буде виключено додаткове зниження стійкості порід. Гідрати у всьому світі містять таку кількість метану, як на кілька порядків перевищує кількість метану, що знаходиться в атмосфері. Присутність в атмосфері метану посилює парниковий ефект приблизно в 20 разів порівняно з еквівалентною масою вуглекислого газу.

 

Перелік посилань

1.      Grauls Dominique. Gas hydrates: importance and applications in petroleum exploration // ELF Exploration Production, Pau, France; Marine and Petroleum Geology, April 2001, Vol. 18, Issure 4, pp. 519-523.

2.      Алиев Н.А., Шулико В.П. Концептуальные проблемы организации рентабельной разработки полезных ископаемых со дна морей и океанов [Текст] // Н.А. Алиев, В.П. Шулико. – Сборник трудов НИИГМ им. М.М.Федорова. - Донецк, 2009.



Первая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(10-15 мая 2008 г.)


(отчет)
Вторая научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(1-7 ноября 2008 г.)
(отчет)
Третья научно-практическая конференция
"Инновационный потенциал украинской науки - ХХI век"
(20-27 декабря 2008 г.)
(отчет)
Четвертая научно-практическая конференция
(10-17 апреля 2009 г.)
(отчет)
Пятая научно-практическая конференция
(20-27 мая 2009 г.)
(отчет)
Шестая научно-практическая конференция
(1-15 апреля 2010 г.)
(отчет)
Седьмая научно-практическая конференция
(28 мая - 7 июня 2010 г.)
(отчет)
Восьмая научно-практическая конференция
(05-12 декабря 2010 г.)
(отчет)
Девятая научно-практическая конференция
(27-31 декабря 2010 г.)
(отчет)
Десятая научно-практическая конференция
(15-23 марта 2011 г.)
(отчет)
Одинадцатая научно-практическая конференция
(26 апреля 04 мая 2011 г.)
(отчет)
Двенадцатая научно-практическая конференция
(28 мая - 06 июня 2011 г.)
(отчет)
Тринадцатая научно-практическая конференция
(28 октября - 09 ноября 2011 г.)
(отчет)
Четырнадцатая научно-практическая конференция
(12-20 декабря 2011 г.)
(отчет)
Пятнадцатая научно-практическая конференция
(01-07 марта 2012 г.)
(отчет)
Шестнадцатая научно-практическая конференция
(09-14 апреля 2012 г.)
(отчет)
Семнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 октября 2012 г.)
(отчет)
Восемнадцатая научно-практическая конференция
(22-26 декабря 2012 г.)
(отчет)
Девятнадцатая научно-практическая конференция
(26 февраля - 3 марта 2013 г.)
(отчет)
Двадцатая научно-практическая конференция
(20-28 апреля 2013 г.)
(отчет)
Двадцать первая научно-практическая конференция
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Первая международная научно-практическая конференция
"Перспективные направления отечественной науки - ХХI век"
(13-18 мая 2013 г.)
(отчет)
Двадцать вторая научно-практическая конференция
(4-9 ноября 2013 г.)
(отчет)
Двадцать третья научно-практическая конференция
(10-15 декабря 2013 г.)
(отчет)
Двадцать четвертая научно-практическая конференция
(20-25 января 2014 г.)
(отчет)
Двадцать пятая юбилейная научно-практическая конференция
(3-7 марта 2014 г.)
(отчет)
Двадцать шестая научно-практическая конференция
(7-11 апреля 2014 г.)
(отчет)
Двадцать седьмая научно-практическая конференция
(20-25 мая 2014 г.)
(отчет)
Двадцать восьмая научно-практическая конференция
(08-13 октября 2014 г.)
(отчет)
Двадцать девятая научно-практическая конференция"
(19-25 ноября 2014 г.)
(отчет)
Тридцатая научно-практическая конференция
(19-25 января 2015 г.)
(отчет)
Тридцать первая научно-практическая конференция
(25 февраля - 1 марта 2015 г.)
(отчет)
Тридцать вторая научно-практическая конференция
(2 - 7 апреля 2015 г.)
(отчет)
Тридцать третья научно-практическая конференция
(20 - 27 мая 2015 г.)
(отчет)
Тридцать четвертая научно-практическая конференция
(13 - 17 октября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать пятая научно-практическая конференция
(24 - 27 ноября 2015 г.)
(отчет)
Тридцать шестая научно-практическая конференция
(29 декабря 2015 - 5 января 2016 г.)
(отчет)
Тридцать седьмая научно-практическая конференция
(19 - 22 апреля 2016 г.)
(отчет)
Тридцать восьмая научно-практическая конференция
(23 - 25 мая 2016 г.)
(отчет)

На главную | Объявления | Отчеты предыдущих конференций | История Украины | Контакты

Copyright © Zinet.info. Разработка и поддержка сайта - Студия веб-дизайна Zinet.info