Історія видобування газогідратів як вуглеводневої сировини
Гідрати природних газів, або клатрати — це кристалічні сполуки, що утворюються за певних термобаричних умов з води і газу, які за зовнішніми ознаками подібні на звичайний лід. Вперше газогідрати були відкриті англійським хіміком Гемфрі Деві в 1810 р. У 1888 р. французький фізик і хімік Поль Віллар вперше в лабораторних умовах отримав гідрати вуглеводнів CH4, C2H6, C2H4, C2H2.
Газогідрати довгий час лишалися мало вивченими. У 1934 р. Гаммершмідт опублікував результати дослідження газопроводів США, робота яких ускладнювалася формуванням пробок в зимовий час. Передбачалося, що утворюються крижані пробки з конденсатної води. Гаммершмідт, спираючись на лабораторні дослідження, показав, що тверді пробки складаються не з льоду, а з гідрату газу, який транспортується. Інтерес до газогідратів різко зріс. Потрібно було детально дослідити умови утворення газогідратів, створити ефективні засоби виключення ускладнень при транспорті газу. Дослідження цих проблем тривають і до сьогодні. Наступний період в історії дослідження газогідратів пов'язаний з відкриттям існування природних газогідратів, які відігравали одну з провідних ролей при формуванні планет, атмосфери та гідросфери Землі, але були невідомі.
Перше припущення про існування газогідратних покладів в районах вічної мерзлоти Канади в 1943 р. зробив Д. Катц, професор Мічиганського Університету, проте довести їх наявність бурінням свердловин тоді не вдалося. У 1946 р. аналогічне припущення було висловлено професором Московського нафтового інституту ім. І. М. Губкіна Стрижовим І. М., проте доказової бази не було наведено. У 1963 р., коли в Росії (Якутія) була пробурена Мархинська свердловина глибиною 1850 м, яка на глибині 1450 м розкрила розріз порід з температурою 0°С, також було висловлено припущення про існування газогідратних скупчень в охолоджених пластах. На той час висунута гіпотеза у багатьох викликала сумніви. Були потрібні докази можливості утворення гідратів в реальних пористих середовищах та формування газогідратних покладів.
Історичні відомості, які наводить в своїх роботах український вчений-геолог, академік НАН України Є. Ф. Шнюков свідчать, що в Чорному морі в 1920 — 1930-х рр. спостерігалися виділення великої кількості горючих газів, які супроводжувалися спалахами та вибухами. Найпотужніші спалахи були зафіксовані під час Кримського землетрусу (12.08.1927 р.) на відстані 55,5 км між Севастополем і мисом Лукул. Болгарські дослідники також стверджують, що викиди газу в Чорному морі — ординарне явище, відоме ще з часів Римської імперії.
Перші експериментальні дослідження умов утворення гідратів природного газу в пористому середовищі були виконані на кафедрі розробки газових родовищ Московського інституту нафтохімічної і газової промисловості ім. І. М. Губкіна. Отримані результати, які було викладено на науковій конференції молодих нафтовиків в Москві в квітні 1965 р., показали можливість утворення гідратів в пористих середовищах в реальних кернах і стали обґрунтуванням існування газогідратних покладів в надрах землі.
Після комплексної міжнародної експертизи, 24 грудня 1969 р. Комітетом у справах винаходів і відкриттів СРСР було засвідчено, що автори Ю. Ф. Макогон, Ф. А. Требін, А. А. Трофимук, Н. В. Черський, В. Г. Васильєв зробили відкриття, яке визначається наступною формулою: «Експериментально встановлена раніше невідома властивість природних газів утворювати в земній корі за певних термодинамічних умов поклади в твердому газогідратному стані». Після доповіді на 11-му Міжнародному Газовому Конгресі в червні 1970 р. про результати лабораторних і промислових досліджень, відкриття одержало широкий міжнародний резонанс. Незабаром в ряді країн були створені національні програми досліджень і освоєння гідратних покладів.
У 1969 р. почалася розробка Мессояхського родовища в Сибіру (Росія), де вперше вдалося вилучити природний газ безпосередньо з гідратів. Станом на 1990 р. на Мессояхському родовищі видобуто до 36 % природного газу від загального обсягу газогідратих покладів родовища. У 1998 р. в Канаді на суші (дельта річки Макензі в північно-західній частині) пробурена свердловина, де на глибинах 819—1111 м виявлено пласт гідратів метану потужністю 110 м. Ця свердловина уперше виявила гідрати метану і супутній їм «вільний газ» на глибині нижче рівня вічної мерзлоти. У 2012 р. японське судно «Тікю» виконало буріння експериментальних свердловин глибиною 260 м нижче океанського дна, здійснивши у 2013 р. перший видобуток метану морських газогідратів біля берегів Японії.
У травні 2017 р. з'явилося офіційне повідомлення геологічної служби міністерства земельних і природних ресурсів КНР про «історичний прорив» у цій галузі. Зазначається, що з родовища на глибині 200 м, що знаходиться під шаром води 1200 м, за тиждень було отримано 120 тис. м3 газу з вмістом метану 99,5 %.
На межі ХХ — XXI ст. розвіданість ресурсів гідратів метану була ще досить фрагментарною, проте початок ХХІ ст. привів до більш системних і широких геологічних досліджень морського дна, що виявило значний потенціал газогідратних ресурсів.
Див. також
Література
- Білецький В. С., Гайко Г. І., Орловський В. М. Історія та перспективи нафтогазовидобування: Навчальний посібник. — Харків–Київ, НТУ «ХПІ»; Київ, НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського»: ФОП Халіков Р. Х., 2019. — 302 с.
Примітки
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Istoriya vidobuvannya gazogidrativ yak vuglevodnevoyi sirovini Gidrati prirodnih gaziv abo klatrati ce kristalichni spoluki sho utvoryuyutsya za pevnih termobarichnih umov z vodi i gazu yaki za zovnishnimi oznakami podibni na zvichajnij lid Vpershe gazogidrati buli vidkriti anglijskim himikom Gemfri Devi v 1810 r U 1888 r francuzkij fizik i himik Pol Villar vpershe v laboratornih umovah otrimav gidrati vuglevodniv CH4 C2H6 C2H4 C2H2 Gazogidrati dovgij chas lishalisya malo vivchenimi U 1934 r Gammershmidt opublikuvav rezultati doslidzhennya gazoprovodiv SShA robota yakih uskladnyuvalasya formuvannyam probok v zimovij chas Peredbachalosya sho utvoryuyutsya krizhani probki z kondensatnoyi vodi Gammershmidt spirayuchis na laboratorni doslidzhennya pokazav sho tverdi probki skladayutsya ne z lodu a z gidratu gazu yakij transportuyetsya Interes do gazogidrativ rizko zris Potribno bulo detalno dosliditi umovi utvorennya gazogidrativ stvoriti efektivni zasobi viklyuchennya uskladnen pri transporti gazu Doslidzhennya cih problem trivayut i do sogodni Nastupnij period v istoriyi doslidzhennya gazogidrativ pov yazanij z vidkrittyam isnuvannya prirodnih gazogidrativ yaki vidigravali odnu z providnih rolej pri formuvanni planet atmosferi ta gidrosferi Zemli ale buli nevidomi Pershe pripushennya pro isnuvannya gazogidratnih pokladiv v rajonah vichnoyi merzloti Kanadi v 1943 r zrobiv D Katc profesor Michiganskogo Universitetu prote dovesti yih nayavnist burinnyam sverdlovin todi ne vdalosya U 1946 r analogichne pripushennya bulo vislovleno profesorom Moskovskogo naftovogo institutu im I M Gubkina Strizhovim I M prote dokazovoyi bazi ne bulo navedeno U 1963 r koli v Rosiyi Yakutiya bula proburena Marhinska sverdlovina glibinoyu 1850 m yaka na glibini 1450 m rozkrila rozriz porid z temperaturoyu 0 S takozh bulo vislovleno pripushennya pro isnuvannya gazogidratnih skupchen v oholodzhenih plastah Na toj chas visunuta gipoteza u bagatoh viklikala sumnivi Buli potribni dokazi mozhlivosti utvorennya gidrativ v realnih poristih seredovishah ta formuvannya gazogidratnih pokladiv Istorichni vidomosti yaki navodit v svoyih robotah ukrayinskij vchenij geolog akademik NAN Ukrayini Ye F Shnyukov svidchat sho v Chornomu mori v 1920 1930 h rr sposterigalisya vidilennya velikoyi kilkosti goryuchih gaziv yaki suprovodzhuvalisya spalahami ta vibuhami Najpotuzhnishi spalahi buli zafiksovani pid chas Krimskogo zemletrusu 12 08 1927 r na vidstani 55 5 km mizh Sevastopolem i misom Lukul Bolgarski doslidniki takozh stverdzhuyut sho vikidi gazu v Chornomu mori ordinarne yavishe vidome she z chasiv Rimskoyi imperiyi Pershi eksperimentalni doslidzhennya umov utvorennya gidrativ prirodnogo gazu v poristomu seredovishi buli vikonani na kafedri rozrobki gazovih rodovish Moskovskogo institutu naftohimichnoyi i gazovoyi promislovosti im I M Gubkina Otrimani rezultati yaki bulo vikladeno na naukovij konferenciyi molodih naftovikiv v Moskvi v kvitni 1965 r pokazali mozhlivist utvorennya gidrativ v poristih seredovishah v realnih kernah i stali obgruntuvannyam isnuvannya gazogidratnih pokladiv v nadrah zemli Pislya kompleksnoyi mizhnarodnoyi ekspertizi 24 grudnya 1969 r Komitetom u spravah vinahodiv i vidkrittiv SRSR bulo zasvidcheno sho avtori Yu F Makogon F A Trebin A A Trofimuk N V Cherskij V G Vasilyev zrobili vidkrittya yake viznachayetsya nastupnoyu formuloyu Eksperimentalno vstanovlena ranishe nevidoma vlastivist prirodnih gaziv utvoryuvati v zemnij kori za pevnih termodinamichnih umov pokladi v tverdomu gazogidratnomu stani Pislya dopovidi na 11 mu Mizhnarodnomu Gazovomu Kongresi v chervni 1970 r pro rezultati laboratornih i promislovih doslidzhen vidkrittya oderzhalo shirokij mizhnarodnij rezonans Nezabarom v ryadi krayin buli stvoreni nacionalni programi doslidzhen i osvoyennya gidratnih pokladiv U 1969 r pochalasya rozrobka Messoyahskogo rodovisha v Sibiru Rosiya de vpershe vdalosya viluchiti prirodnij gaz bezposeredno z gidrativ Stanom na 1990 r na Messoyahskomu rodovishi vidobuto do 36 prirodnogo gazu vid zagalnogo obsyagu gazogidratih pokladiv rodovisha U 1998 r v Kanadi na sushi delta richki Makenzi v pivnichno zahidnij chastini proburena sverdlovina de na glibinah 819 1111 m viyavleno plast gidrativ metanu potuzhnistyu 110 m Cya sverdlovina upershe viyavila gidrati metanu i suputnij yim vilnij gaz na glibini nizhche rivnya vichnoyi merzloti U 2012 r yaponske sudno Tikyu vikonalo burinnya eksperimentalnih sverdlovin glibinoyu 260 m nizhche okeanskogo dna zdijsnivshi u 2013 r pershij vidobutok metanu morskih gazogidrativ bilya beregiv Yaponiyi U travni 2017 r z yavilosya oficijne povidomlennya geologichnoyi sluzhbi ministerstva zemelnih i prirodnih resursiv KNR pro istorichnij proriv u cij galuzi Zaznachayetsya sho z rodovisha na glibini 200 m sho znahoditsya pid sharom vodi 1200 m za tizhden bulo otrimano 120 tis m3 gazu z vmistom metanu 99 5 Na mezhi HH XXI st rozvidanist resursiv gidrativ metanu bula she dosit fragmentarnoyu prote pochatok HHI st priviv do bilsh sistemnih i shirokih geologichnih doslidzhen morskogo dna sho viyavilo znachnij potencial gazogidratnih resursiv Div takozhGazogidratne rodovishe Gidrati vuglecevih gaziv Gidrat metanu Sposobi rozrobki morskih gazogidrativLiteraturaBileckij V S Gajko G I Orlovskij V M Istoriya ta perspektivi naftogazovidobuvannya Navchalnij posibnik Harkiv Kiyiv NTU HPI Kiyiv NTUU KPI imeni Igorya Sikorskogo FOP Halikov R H 2019 302 s ISBN 978 617 7565 25 2Primitki