Обнаружен метод добычи газа из "горючего льда"
Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) и Китайского нефтяного университета сделали важное открытие в области добычи газа из "горючего льда". Они первыми в мире нашли способ извлечения газа без риска техногенных аварий, что открывает новые горизонты для промышленного освоения этого альтернативного топлива. Сообщает ТАСС.
Исследование, проведенное учеными, показывает, что человечество ищет замену истощающимся запасам нефти и газа, и одним из наиболее перспективных вариантов являются гидраты. Эти образования представляют собой лед, в котором заключены молекулы метана. Для извлечения газа необходимо создавать трещины в породе, однако до недавнего времени не было известно, как это сделать безопасно. Ученые из ПНИПУ и Китайского нефтяного университета разработали метод управления подземными разломами, что позволяет осуществлять добычу быстро и без угрозы аварий.
Газовые гидраты считаются значительным энергетическим резервом планеты. Несмотря на то, что они выглядят как обычный лед, под давлением в них содержится метан. Оценки показывают, что энергии в этих залежах в два раза больше, чем во всей мировой нефти и угле вместе. Однако до настоящего времени не существовало эффективных технологий для их освоения, поскольку ледяная порода препятствует свободному выходу газа на поверхность. Традиционный метод гидроразрыва, который использует воду под высоким давлением, может привести к разрушению пластов и выбросам метана, что создает экологические риски.
Исследователи из Перми и Китая смогли предсказать поведение пластов с гидратами при гидроразрыве. Они создали образцы, состоящие из смеси кварцевого песка и газового гидрата, которые имитируют реальные отложения. Восемь вариантов образцов были подготовлены для сравнения влияния содержания газа на процесс добычи. Каждый образец помещали в установку и подвергали сжатию, имитируя давление под землей, после чего проводили гидравлический разрыв. Динамику трещин отслеживали с помощью звуковых датчиков, что позволило в реальном времени наблюдать за процессом.
Эксперименты показали, что участки с высоким содержанием гидрата разрушаются быстрее, что делает их наиболее перспективными для разработки. Ученые также выяснили, что форма трещин зависит от давления, действующего на породу. Для эффективного извлечения газа необходимы извилистые разломы, которые охватывают большую площадь.
Неожиданным открытием стало то, что тающий гидрат активно влияет на процесс разрушения породы. При изменении условий он меняет свои механические свойства и создает дополнительное внутреннее давление, способствующее расколу пласта. Это ранее было лишь предположением.
Использование звуковых датчиков позволило ученым в реальном времени "прослушать" образование трещин и подтвердить, что таяние гидрата является активным элементом процесса. Полученные данные помогут инженерам определить необходимое давление воды при бурении и предотвратить аварийные выбросы метана, что является важным шагом к безопасному и экономически выгодному освоению запасов "горючего льда".
