Basniev_K.S._Prirodnye_gazogidraty-_resursy_problemy_perspektivy

Исследованиям природных газагидратов посвящено большое коJШЧество опубтпювтrnых работ. Фундаментальные исследования

продолжаются в области изучения газагидратных соединений и их свойств, методов предотвращения формирования газагидра­

тов при различных технологических процессах. В 2001 г. мы пред­

ложили новый тепловой метод разработки газагидратных место­

рождений и технологию ее реализации [9, 10].

АНАЛИЗ РАЗРАБОТКИ

ГАЗОГИДРАТНОГО МЕСТОРО~ЕНИЯ

Несмотря на значительные перспективные запасы природно­

го газа в газагидратах и открьпие некоторых газагидратных мес­

торождений, их разработка только начинается.

В1970 г. вводом первого в мире Мессояхского месторождения

вРоссии получено подтверждение наличия газагидратных зале­ жей и возможность их промытленной разработки.

Мессояхское газ-rазоrидратное месторождение [3]

Месторождение расположено в северо-западном районе Вос­ точной Сибири, в труднодоступном регионе за Полярным кру­ гом на левом берегу Енисея - одной из самых красивых рек в

мире.

Мессояхское месторождение открыто 1967 г. Первый природ­ ный газ поступил отсюда в г. Норильск 8 января 1970 г.

Глубина залежи около 850 м. Толщина мерзлых пород в преде­ лах залежи составляет 420-480 м. Геотермический градиент в ин­ тервале мерзлых пород 1 ОС на 100 м, в подмерзлотном слое по­ род- 3,4 ос на 100 м. Температура у кровли залежи в купольной ее части 8 ос, а у подошвы - 12 ос. Геотермический градиент в

продуктивной части залежи до ввода ее в разработку составлял

4,75 ос на 100 м.

Граница фазового перехода проходит по условной поверхнос­ ти раздела фаз с температурой около 10 "С. Минимальная глуби­ на кровли - 730 м. Глубина газаводяного контакта - 850 м. Про­ дуктивная толщина - 76 м, пористость 16-38 %, в среднем-

25 %. Остаточная водонасъпценностъ от 29 до 50%. Средняя- 40 %.

Начальное пластовое давление 7,8 МПа. Гидратанасыщенность лорового пространства от 20 до 40 %.

10

закон Дарси для воды и газа:

(4)

уравнение состояния идеального газа:

(5)

условие термодинамического равновесия: смеси:

вая постоянная; h - толщина защитного слоя;%- плот­

ность тепловыделения:; 1; - автомодельная переменная.

Индексы: Н- газовый гидрат; s - скелет пористой среды; w - вода; g - газ; О - начальные и граничные значения.

Решение задачи. Проведены численные решения: задачи для

низких значений проницаемости газогидратного пласта и для

высоких значений. В расчетах не учитывалось изменение фазовых

проницаемостей при снижении гидратонасы:щенности пласта.

В первом случае (k < lQ-17 м2) передача тепла происходит кон­

дуктивным способом, т.:к. фильтрации нет и, как следствие, от­ сутствуют конвективные потоки. При малых временах для скоро­ сти движения фронта разложения: получим:

где eif- функция OIШIOOK.

15

ПРШМУЩЕСI'ВА, ПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ

Преимущества

•Предложенный термический метод может быть реализован

как комбинация известных термических методов разработки нефтяных местороЖдений и известных методов захоронения

радиоактивных отходов в геологических формациях.

•Moryr быть использованы материалы и оборудование, создан­

ные для термических методов и методов захоронения радио­

активных отходов.

•Степень извлечения rаза из газоrидратного местороЖдения (га­

эоотдача) сравнима с ее значением для традиционных газо­

вых месторо~ений.

•Исполъзование вторичного тепла жидких радиоактивных от­

ходов пoвbliiiaeт конечный коэффициент полезного действия

атомных станций.

•Метод позволяет освоить оrроМНЪiе ресурсы природного газа,

находящегося в твердом rазоrидраmом состоянии.

Пробле11В1

•Необходимосrъдополниrельноrо исследования физических и тер­

модинамических свойсrв ги,цратов, жидких радиоактивных отхо­

дов и горных пород примениrельно к предлаrаемому методу.

• Необходимость обеспечения технологий безопасной закачки

жидких радиоактивных отходов дmi создания подземного хра­

нилища и обеспечения его герметичности.

•Необходимость решения задач тепловой интерфереJЩИИ жид­

ких радиоактивных отходов и добываемого газа с окружающи­

ми, в том числе многолетнемерзлыми, породами.

•Со:щание системы радиационной и экологической безопас­

ности при реализации метода.

ПepcoeiП'IIIW

•Развитие метода и технологий для разработки газогидратных месторождений с использованием других теплоносителей.

•Создание технологий реализации метода в условиях конти­

нентального шельфа.

•Широкое использование д1U1 создания подземного хранилища жидких радиоактивных отходов и эксплуатации rазоrи.пратной

залежи интеллектуальных скважинных систем.

17

ЛИТЕРАТУРА

1.Muller H.R., von StackelЬerg М. // Naturwis, 1952.

2.Harnmerschmidt E.G. // Ind.Eng.Chem., 1934.

5.Dyadin У.А, Aladko Е.У. Decomposition ofthe methane hydrate up to 10 kelar. - Toulousa: NGHC, 1996.

6.Стрижов И.Н, Ходанович И.Е. Добыча газа.- М.: Гостоп­

техиздат, 1946.

7. Макогон Ю.Ф. и др. Научное открытие СССР N175 •Свой­

ство природных газов в определенных термодинамических

условиях находиться в земной коре в твердом состояюm и

образовывать газагидратные залежи•, 1969 11 Открытия,

изобретения, товарные знаки, N210, 1970.

8.Истомин В.А.., Нкушев В.С. Газовые гидраты в природнЪIХ условиях. - М.: Не.цра, 1992.

9.Басниев К.С., Кульчицкий В.В. Патент на изобретение N2 2180387, 2001 г. •Способ сооружения горизонтальной

скважины и способ вскрытия и эксплуатации месторожде­

ния углеводородов посредством горизонтальной скважи­

НЫ».

lО.Басниев К.С., Кульчицкий В.В. Патент на изобретение N2 200110%55, 2002 г. •Термические методы разработки га­

зогидратных месторождений•.

18

19