МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра геологии и разработки нефтяных месторождений

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ:

Научный руководитель, профессор

_________________ А.Т. Росляк

«______»_______________2012г.

Иваницкий Михаил Юрьевич

Газогидраты

Реферат по курсу

«Ресурсосберегающие технологии»

Томск 2012

Оглавление

Введение 3

Научные исследования 6

Газогидратные месторождения Российской Федерации и зарубежных стран 8

Лабораторные исследования состава и свойств газогидратов 13

Состав и свойства газовых гидратов 15

Строение гидратов 17

Природные газогидраты. Условия их образования и разложения 18

Геологические исследования газовых гидратов 18

Экспериментальные и теоретические исследования свойств газовых гидратов 20

Перспективы применения в промышленности газогидратных технологий 24

Хранение и транспортировка газогидратов. 31

Способ добычи метана из месторождений газогидратов с помощью СВЧ генератора. 32

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35

Проблемы и перспективы, связанные с природными газогидратами 35

В области экспериментального изучения фазовых равновесий газовых гидратов 36

В области расчетно-теоретического моделирования гидратообразующих систем 37

В области исследований, направленных на сокращение эксплуатационных затрат по предупреждению техногенного гидратообразования, поиск экономически эффективных путей разработки газогидратных залежей и технологического использования газовых гидратов 38

В области исследования природных газовых гидратов 39

ЛИТЕРАТУРА 41

Введение

Это несколько ранний повод для шумихи,

Нежели сланцевые газы, но зато куда более обширный.

Анатолий Вассерман.

Сланцевые, как и обычные месторождения газа встречаются далеко не повсеместно, но газогидраты по новым данным, встречаются почти повсеместно, где имеются условия для их образования. Клатраты интересны тем, что включенное вещество дополнительно стабилизирует решетку структуры.

Как скажется разработка газогидратных месторождений на положение России в мировом энергетическом рынке? С большой долей вероятности можно считать, что положительно. Но только нужно учитывать наличие готовой и развитой инфраструктуры для транспортировки и хранения, а также истощение старых запасов. До тех пор пока остаются крупные газовые месторождения, спрос на мировом рынке падает, а внутренний спрос растет недостаточно быстро, а так же фактор более низких цен внутреннего рынка. России выгоднее добывать природный газ на Ямале, чем строить дорогостоящую инфраструктуру для добычи газогидратов в Арктике.

Для России разработка газогидратов, по моему мнению, еще долгое время будет невыгодной при обилии природного газа на Ямале. Этого же мнения придерживается Майкл Макс, руководитель исследовательской программы Hydrate Energy International (HEI). "Это самые экологически безопасные углеводороды (газогидраты), поскольку риски для окружающей среды практически отсутствуют... самая большая проблема - стоимость их транспортировки. В Арктике, где нет инфраструктуры, инвестиции в ее строительство могут существенно превысить стоимость самого газа, который будет получен из метан гидратов», — сказал он на международной конференции по проблемам северного полярного региона «Арктические рубежи» в городе Тромсё. В прошлом году главной темой конференции стала энергетика на Крайнем Севере: возобновляемые источники энергии, глобальное изменение климата, снижение энергопотребления.

Газогидраты или метаногидраты — одна из форм существования углеводородов в природе, при которой метан при определенном сочетании температуры и давления образует неустойчивое соединение с водой в придонных областях океана. Газогидраты формируются в разных областях мирового океана, в частности, в Арктике, где их объемы, по оценкам экспертов, равны запасам традиционного углеводородного сырья. Считается, что метаногидраты могут в ближайшем будущем заменить природный газ.

Глубина залегания газогидратов нигде не превышает одного километра (для сравнения, наиболее глубокая морская нефтяная скважина достигает примерно девять километров). Существуют четыре промышленно реализуемых способа превращения этого сырья в обычный природный газ, из которых два (повышение температуры и понижение давления) признаны экономически эффективными. Установки для такой первичной обработки метаногидратов нужно устанавливать на дне, затем процесс извлечения и транспортировка соответствуют технологиям, принятым для работы с обычным природным газом.

По оценкам экспертов, на долю России приходится около 13% разведанных и оцененных на сегодняшний день мировых запасов нефти и около 35% — газа.

Министерство энергетики США объявило, что намерено вернуться к финансированию научно-исследовательских работ в области добычи метана из морских месторождений газогидратов и выделит на эти цели 8,7 млн долларов. Эта скромная сумма, конечно, пойдет не на сами исследования, а на подготовку инфраструктуры для них, после чего, видимо, постепенно финансирование будет увеличено.

В конце 90-х годов министерство энергетики США выделяло на эти цели около 40 млн. долларов ежегодно, но приход администрации Джорджа Буша поубавил интерес к этой теме даже у этого ведомства, в наибольшей степени нацеленного на перспективу. Теперь же интерес к метаногидратам, похоже, реанимируется. Частично это объясняется политикой: США собираются ратифицировать Конвенцию ООН по морскому праву, после чего они смогут предъявить «обоснованные» претензии на часть арктического шельфа, где и запасена большая часть метана, вмороженного на морских глубинах в осадочные породы вместе с водой. Но больше всего этот интерес, конечно, подогрет грядущим дефицитом газа.

По оценке British Petroleum, доступных запасов природного газа на североамериканском континенте, где его ежегодно потребляется более 770 млрд куб. м (около 30% всего потребления в мире), хватит всего на десятилетие, поэтому огромные усилия правительств США, Канады и Мексики направлены на поиски решения проблемы обеспечения своих экономик энергоресурсами. Дело дошло до того, что Вашингтон постепенно ликвидирует бюджетное финансирование НИР в области нефти и газа, все более фокусируясь на исследовании альтернативных источников энергии.

По умеренным расчетам министерства энергетики, в США около 6000 трлн куб. м газогидратного метана, это в сто раз больше запасов природного газа. Проблема в том, что его добыча технологически трудна, опасна и поэтому пока очень дорога. До сих пор нет ни одного промышленно разрабатываемого месторождения газогидратов, хотя они были открыты академиком Андреем Трофимуком с коллегами еще в 1975 году. Советская наука тогда намного опередила мировую: в Сибири газ из газогидратных месторождений начали добывать более 30 лет назад, но потом это направление прикрыли — природный газ был намного дешевле. Сейчас ближе всех к промышленной добыче Япония — здесь должны начать добывать газ из морских глубин уже в 2016 году. Минприроды РФ в 2008 начала НИР по изучению газовых гидратов на дне Охотского и Черного морей, финансирование двухлетней программы составит около 20 млн рублей.

Рис. 1.0. Открытые газогидратные скопления и месторождения.