Wydobywanie metanu z hydratów gazowych. Ekspertyza współczesnego świata zasobów wodnych złóż hydratów gazowych

14. Hydraty gazy naturalne

1. ZAWARTOŚĆ WILGOTNOŚCI GAZÓW ZIEMNYCH

Gaz w warunkach ciśnień i temperatur złożowych jest nasycony parą wodną, ​​ponieważ skały gazonośne zawsze zawierają wodę towarzyszącą, denną lub marginalną. W miarę przepływu gazu przez studnię spada ciśnienie i temperatura. Wraz ze spadkiem temperatury zmniejsza się również ilość pary wodnej w fazie gazowej, a wraz ze spadkiem ciśnienia wzrasta zawartość wilgoci w gazie. Zawartość wilgoci w gazie ziemnym w złożu również wzrasta wraz ze spadkiem ciśnienia w złożu w miarę rozwoju pola.

Zazwyczaj zawartość wilgoci w gazie jest wyrażona jako stosunek masy pary wodnej zawartej w jednostce masy gazu do jednostki masy suchego gazu (masowa zawartość wilgoci) lub w liczbie moli pary wodnej na mol suchego gazu (molarna zawartość wilgoci).

W praktyce częściej stosuje się wilgotność bezwzględną, tj. wyrazić masę pary wodnej na jednostkę objętości gazu, zredukowaną do normalnych warunków (0°C i 0,1 MPa). Wilgotność bezwzględna W mierzone w g / m 3 lub kg na 1000 m 3.

Wilgotność względna- wyrażony w procentach (lub ułamkach jednostki) stosunek ilości pary wodnej zawartej w jednostkowej objętości mieszaniny gazowej do ilości pary wodnej w tej samej objętości i przy tych samych temperaturach i ciśnieniu przy pełnym nasyceniu . Pełne nasycenie szacowane jest na 100%.

Czynnikami determinującymi zawartość wilgoci w gazach ziemnych są ciśnienie, temperatura, skład gazu, a także ilość soli rozpuszczonych w wodzie w kontakcie z gazem. Zawartość wilgoci w gazach ziemnych określa się doświadczalnie, na podstawie równań analitycznych lub nomogramów opracowanych na podstawie danych eksperymentalnych lub obliczeniowych.

Na ryc. 1 przedstawia jeden z tych nomogramów, zbudowany w wyniku uogólnienia danych eksperymentalnych dotyczących oznaczania wilgotności gazów w szerokim zakresie ciśnień i temperatur równowagowej zawartości pary wodnej w kg na 1000 m3 gazu ziemnego przy gęstość względna 0,6, która nie zawiera azotu i jest w kontakcie z świeża woda. Linia powstawania hydratu ogranicza obszar równowagi pary wodnej nad hydratem. Poniżej linii powstawania hydratów podano wartości wilgotności dla warunków metastabilnej równowagi pary wodnej nad wodą przechłodzoną.

Ryż. 1 Nomogram równowagi pary wodnej dla gazu w kontakcie ze słodką wodą.

Na podstawie danych doświadczalnych dotyczących wpływu składu gazu na jego wilgotność widzimy, że obecność dwutlenku węgla i siarkowodoru w gazach zwiększa ich wilgotność. Obecność azotu w gazie prowadzi do zmniejszenia zawartości wilgoci, ponieważ składnik ten pomaga zmniejszyć odchylenie mieszaniny gazowej od praw gazu doskonałego i jest mniej rozpuszczalny w wodzie.

Wraz ze wzrostem gęstości (lub masy cząsteczkowej gazu) zawartość wilgoci w gazie maleje. Należy zauważyć, że gazy różne preparaty może mieć taką samą gęstość. Jeżeli wzrost ich gęstości następuje z powodu wzrostu ilości ciężkich węglowodorów, wówczas spadek zawartości wilgoci tłumaczy się interakcją cząsteczek tych węglowodorów z cząsteczkami wody, co jest szczególnie widoczne, gdy podwyższone ciśnienia.

Obecność rozpuszczonych soli w wodzie formacyjnej zmniejsza zawartość wilgoci w gazie, ponieważ gdy sole rozpuszczają się w wodzie, ciśnienie cząstkowe pary wodnej spada. Gdy zasolenie wody formacji jest mniejsze niż 2,5% (25 g/l), wilgotność gazu spada w granicach 5%, co uniemożliwia stosowanie współczynniki korygujące, ponieważ błąd mieści się w granicach wyznaczenia zawartości wilgoci zgodnie z nomogramem (patrz rys. 1).

2. SKŁAD I STRUKTURA WODY)

Gaz ziemny nasycony parą wodną wysokie ciśnienie a w pewnej dodatniej temperaturze jest w stanie tworzyć z wodą stałe związki - hydraty.

Podczas zagospodarowania większości złóż gazu i kondensatu gazowego pojawia się problem przeciwdziałania powstawaniu hydratów. Specjalne znaczenie problem ten nabywa się podczas zagospodarowania złóż na Syberii Zachodniej i na Dalekiej Północy. Niskie temperatury złożowe i trudne warunki klimatyczne tych obszarów stwarzają dogodne warunki do tworzenia się hydratów nie tylko w studniach i gazociągach, ale także w złożach, w wyniku czego powstają złoża hydratów gazowych.

Hydraty gazów ziemnych są niestabilnym związkiem fizykochemicznym wody z węglowodorami, który wraz ze wzrostem temperatury lub spadkiem ciśnienia rozkłada się na gaz i wodę. Za pomocą wygląd zewnętrzny- To biała, krystaliczna masa, podobna do lodu lub śniegu.

Hydraty odnoszą się do substancji, w których cząsteczki jednego składnika znajdują się we wnękach sieci pomiędzy miejscami powiązanych cząsteczek innego składnika. Takie związki są zwykle nazywane śródmiąższowymi roztworami stałymi, a czasem związkami inkluzyjnymi.

Cząsteczki substancji tworzących hydraty we wnękach między węzłami powiązanych cząsteczek wody sieci hydratowej są utrzymywane przez siły przyciągania van der Waalsa. Hydraty powstają w postaci dwóch struktur, których wnęki są częściowo lub całkowicie wypełnione cząsteczkami tworzącymi hydraty (rys. 2). W strukturze I 46 cząsteczek wody tworzy dwie wnęki o średnicy wewnętrznej 5,2 10 -10 m i sześć wnęk o średnicy wewnętrznej 5,9 10 -10 m. W strukturze II 136 cząsteczek wody tworzy osiem dużych wnęk o średnicy wewnętrznej 6,9 10 -10 mi szesnaście małych ubytków zśrednica wewnętrzna 4,8 10 -10 m.

Ryż. Rys. 2. Struktura tworzenia hydratów: a – typ I; b-typ II

Gdy osiem wnęk sieci hydratowej jest wypełnionych, skład hydratów o strukturze I wyraża się wzorem 8M-46N2O lub M-5,75N2O, gdzie M oznacza uwadniacz. Jeżeli wypełnione są tylko duże wnęki, formuła będzie wyglądać jak 6M-46H 2 O lub M-7,67 H 2 O. Gdy osiem wnęk sieci hydratu jest wypełnionych, skład hydratów struktury II wyraża się wzorem 8M136 H 2 O lub M17H2O.

Formuły hydratów składników gazu ziemnego: CH46H2O; C2H68H2O; C3H817H2O; i-C4H1017H2O; H2S6H2O; N 2 6H 2O; CO 2 6H 2 O. Te wzory hydratów gazu odpowiadają idealne warunki, tj. takie warunki, w których wszystkie duże i małe wnęki sieci hydratu są wypełnione do 100%. W praktyce istnieją mieszane hydraty składające się ze struktur I i II.

Warunki powstawania hydratów

Ideę warunków powstawania hydratów podaje diagram fazowy równowagi heterogenicznej skonstruowany dla układów M-H 2 O (rys. 3).

Ryż. 3. Schemat stanu fazowego hydratów o różnych gęstościach względnych

W punkcie Z jednocześnie występują cztery fazy (/, //, ///, IV): gazowy środek tworzący hydraty, ciekły roztwór środka tworzącego hydraty w wodzie, roztwór wodny w substancji tworzącej hydraty i hydrat. W punkcie przecięcia krzywych 1 i 2 odpowiedni system niezmienniczy, nie jest możliwa zmiana temperatury, ciśnienia lub składu systemu bez zaniku jednej z faz. We wszystkich temperaturach powyżej odpowiedniej wartości w punkcie Z hydrat nie może istnieć, bez względu na ciśnienie. Dlatego punkt C jest uważany za punkt krytyczny dla tworzenia hydratów. W punkcie przecięcia krzywych 2 oraz 3 (kropka W) pojawia się drugi niezmienny punkt, w którym występuje gazowy środek tworzący hydrat, ciekły roztwór środka tworzącego hydrat w wodzie, hydracie i lodzie.

Z tego diagramu wynika, że System M-N 2 O, tworzenie się hydratów jest możliwe dzięki następującym procesom:

Mg + m(H 2 O) w ↔M m(H2O) tv;

Mg + m(H 2 O) TV ↔M m(H2O) tv;

Mf + m(H 2 O) w ↔M m(H2O) tv;

telewizor + m(H 2 O) TV ↔M m(H2O) tv;

Tutaj M g, M f, M tv jest symbolem odpowiednio tworzącego hydrat, gazowego, ciekłego i stałego; (H 2 O) w, (H 2 O) TV - odpowiednio cząsteczki ciekłej i stałej (lodowej) wody; t - liczba cząsteczek wody w hydracie.

Dla edukacji hydratów, konieczne jest, aby ciśnienie cząstkowe pary wodnej nad hydratem było wyższe niż elastyczność tych par w składzie hydratu. Na zmianę temperatury powstawania hydratów mają wpływ: skład substancji tworzącej hydraty, czystość wody, turbulencje, obecność centrów krystalizacji itp.

W praktyce warunki powstawania hydratów określa się za pomocą wykresów równowagi (rys. 4) lub obliczeniowo - za pomocą stałych równowagi oraz metodą graficzno-analityczną według równania Barrera-Stewarta.

Ryż. 4. Krzywe równowagi dla tworzenia hydratów gazu ziemnego w zależności od temperatury i ciśnienia

Z ryc. Z 4 wynika, że ​​im wyższa gęstość gazu, tym wyższa temperatura tworzenia się hydratów. Zauważamy jednak, że wraz ze wzrostem gęstości gazu temperatura powstawania hydratów nie zawsze wzrasta. Gaz ziemny o niskiej gęstości może tworzyć hydraty w wyższych wysokie temperatury, Jak gazu ziemnego o zwiększonej gęstości. Jeżeli składniki nie tworzące hydratów wpływają na wzrost gęstości gazu ziemnego, to temperatura jego powstawania hydratów spada. Jeżeli wpływ mają różne składniki tworzące hydraty, to temperatura tworzenia hydratów będzie wyższa dla kompozycji gazowej, w której przeważają składniki o większej stabilności.

Warunki powstawania hydratów gazu ziemnego zgodnie ze stałymi równowagi określa wzór: z= r/K, gdzie z, y– odpowiednio ułamek molowy składnika w składzie hydratu i fazy gazowej; DO - stała równowagi.

Równowagowe parametry tworzenia hydratów zgodnie ze stałymi równowagi w danej temperaturze i ciśnieniu oblicza się w następujący sposób. Najpierw dla każdego składnika znajdują się stałe, a następnie ułamki molowe składnika są dzielone przez znalezioną stałą jego równowagi, a otrzymane wartości są dodawane. Jeśli suma jest równa jeden, układ jest w równowadze termodynamicznej, jeśli jest większa niż jeden, istnieją warunki do powstania hydratów, jeśli suma jest mniejsza niż jeden, hydraty nie mogą się tworzyć.

Hydraty poszczególnych i naturalnych gazów węglowodorowych

Hydrat metanu został po raz pierwszy uzyskany w 1888 roku w maksymalnej temperaturze 21,5°C. Katz i in., badając parametry równowagi (ciśnienie i temperatura) powstawania hydratów metanu pod ciśnieniem 33,0–76,0 MPa, otrzymali hydraty metanu w temperaturze 28,8 °C. W jednej z prac zauważono, że temperatura powstawania hydratów tego składnika pod ciśnieniem 390 MPa wzrasta do 47°C.

3. TWORZENIE WODY W STUDNIACH I SPOSOBY ICH USUWANIA

Powstawanie hydratów w odwiertach i gazociągach polowych oraz wybór metody ich zwalczania w dużej mierze zależą od temperatur złożowych, warunków klimatycznych i trybu pracy odwiertu.

Często w odwiercie występują warunki do tworzenia się hydratów, kiedy temperatura gazu w miarę przemieszczania się w górę od dna do głowicy odwiertu spada poniżej temperatury tworzenia się hydratów. W rezultacie studnia jest zatkana hydratami.

Zmianę temperatury gazu wzdłuż odwiertu można określić za pomocą termometrów wiertniczych lub obliczeń.

Tworzeniu się hydratów w odwiercie można zapobiec poprzez izolację termiczną ciągów przepływających lub osłonowych, poprzez podniesienie temperatury gazu w odwiercie za pomocą grzejników. Najczęstszym sposobem zapobiegania tworzeniu się hydratów jest dostarczanie inhibitorów (metanolu, glikoli) do strumienia gazu. Czasami inhibitor jest dostarczany przez pierścień. Wybór odczynnika zależy od wielu czynników.

Miejsce powstawania hydratów w odwiertach wyznacza punkt przecięcia krzywej równowagi powstawania hydratów z krzywą zmian temperatury gazu wzdłuż odwiertu (rys. 8). W praktyce tworzenie się hydratów w odwiercie można zaobserwować poprzez spadek ciśnienia roboczego w głowicy odwiertu oraz zmniejszenie natężenia przepływu gazu. Jeśli hydraty nie pokrywają całkowicie części studni, ich rozkład najłatwiej osiągnąć za pomocą inhibitorów. Dużo trudniej jest uporać się z osadami hydratów, które całkowicie zachodzą na przekrój rur fontannowych i tworzą ciągły korek hydratu. Przy małej długości korka jest zwykle eliminowany przez przedmuchanie studni. Przy znacznej długości wyrzucenie korka do atmosfery poprzedza pewien okres, w którym ulega on częściowemu rozkładowi w wyniku spadku ciśnienia. Czas trwania okresu rozkładu hydratów zależy od długości korka, temperatury gazu i otoczenia. skały. Cząsteczki stałe (piasek, szlam, kamień, cząstki roztworu gliny itp.) spowalniają rozkład korka. Inhibitory służą do przyspieszenia tego procesu.

Należy również wziąć pod uwagę, że gdy korek hydratu powstaje w strefie ujemnych temperatur, efekt uzyskuje się dopiero przy obniżeniu ciśnienia. Faktem jest, że woda uwalniana podczas rozkładu hydratów przy niskim stężeniu inhibitora może zamarznąć i zamiast hydratu tworzy się korek lodowy, co jest trudne do usunięcia.

Jeśli korek świetna długość uformowany w odwiercie można go wyeliminować przez zastosowanie zamkniętego obiegu inhibitora nad korkiem. W efekcie zanieczyszczenia mechaniczne są wypłukiwane, a na powierzchni zatyczki hydratu stale obecny jest inhibitor o wysokim stężeniu.

4. TWORZENIE WODY W RUROCIĄGACH GAZOWYCH

Do zwalczania osadów uwodnionych w polu i główne gazociągi zastosuj te same metody, co w studniach. Ponadto tworzeniu się hydratów można zapobiegać, wprowadzając inhibitory i izolację termiczną pióropuszy.

Zgodnie z obliczeniami izolacja termiczna rurociągu pianką poliuretanową o grubości 0,5 cm przy średnim natężeniu przepływu studni 3 mln m 3 /dobę zapewnia bezhydratowy tryb jego pracy na długości do 3 km, przy przepływ 1 mln m 3 /dobę - do 2 km. W praktyce grubość izolacji termicznej pętli z uwzględnieniem marginesu można przyjąć w granicach 1–1,5 cm.

Aby zwalczyć tworzenie się hydratów w badaniu studni, stosuje się metodę zapobiegającą ich przywieraniu do ścian rur. W tym celu do strumienia gazu wprowadza się substancje powierzchniowo czynne (surfaktanty), kondensat lub produkty ropopochodne. W tym przypadku na ściankach rur tworzy się film hydrofobowy, a luźne hydraty są łatwo transportowane przez przepływ gazu. Surfaktanty pokrywające powierzchnię cieczy i ciała stałe najcieńsze warstwy, przyczynia się do gwałtownej zmiany warunków interakcji hydratów ze ścianą rury.

Hydraty wodnych roztworów środków powierzchniowo czynnych nie przyklejają się do ścian. Najlepsze z rozpuszczalnych w wodzie środków powierzchniowo czynnych – OP-7, OP-10, OP-20 i INCP-9 – można stosować tylko w zakresie temperatur dodatnich. Spośród środków powierzchniowo czynnych rozpuszczalnych w oleju OP-4 jest najlepszym, dobrym emulgatorem.

Dodatek do 1 litra produktów naftowych (benzyna, nafta, olej napędowy, stabilny kondensat), odpowiednio 10; 12,7 i 6 g OP-4 zapobiega przywieraniu hydratów do ścianek rur. Mieszanina 15-20% (objętościowo) oleju solarnego i 80-85% stabilnego kondensatu zapobiega powstawaniu uwodnionych osadów na powierzchni rury. Zużycie takiej mieszanki wynosi 5–6 litrów na 1000 m3 gazu.

Reżim temperaturowy gazociągi

Po obliczeniu temperatury i ciśnienia na długości gazociągu oraz znajomości ich wartości równowagi można określić warunki powstawania hydratów. Temperatura gazu jest obliczana za pomocą wzoru Szuchowa, który uwzględnia wymianę ciepła między gazem a glebą. Bardziej ogólna formuła uwzględniająca wymianę ciepła z otoczeniem, efekt Joule'a-Thomsona, a także wpływ rzeźby ścieżki, ma postać

Ryż. 9. Zmiana temperatury gazu wzdłuż gazociągu podziemnego. 1 – zmierzona temperatura; 2 - zmiana temperatury wg wzoru (2); 3 – temperatura gleby.

gdzie , – odpowiednio temperatura gazu w gazociągu i środowisku; – początkowa temperatura gazu; – odległość od początku gazociągu do rozpatrywanego punktu; – współczynnik Joule'a-Thomsona; , – ciśnienie odpowiednio na początku i na końcu gazociągu; – długość gazociągu; – przyśpieszenie grawitacyjne; – różnica wysokości punktu końcowego i początkowego gazociągu; – pojemność cieplna gazu przy stałym ciśnieniu; – współczynnik przenikania ciepła do środowiska; – średnica rurociągu; jest gęstością gazu; to strumień objętości gazu.

Dla gazociągów poziomych wzór (1) jest uproszczony i przyjmuje postać

(2)

Z obliczeń i obserwacji wynika, że ​​temperatura gazu na długości gazociągu stopniowo zbliża się do temperatury gruntu (rys. 9).

Wyrównanie temperatur gazociągu i gruntu zależy od wielu czynników. Odległość, na której różnica temperatur między gazem w rurociągu a gruntem staje się niedostrzegalna, można wyznaczyć, jeśli w równaniu (2) przyjmiemy i .

(3)

Przykładowo, według obliczonych danych, na gazociągu podwodnym o średnicy 200 mm i przepustowości 800 tys. m3/dobę temperatura gazu wyrównuje się z temperaturą wody w odległości 0,5 km, a na podziemnym gazociąg o tych samych parametrach - w odległości 17 km.

5. ZAPOBIEGANIE I KONTROLA TWORZENIA SIĘ WODY GAZU ZIEMNEGO

Skuteczną i niezawodną metodą zapobiegania tworzeniu się hydratów jest osuszanie gazu przed wejściem do rurociągu. Konieczne jest przeprowadzenie odwodnienia do punktu rosy, który zapewni normalny sposób transportu gazu. Z reguły suszenie prowadzi się do punktu rosy o 5–6°C poniżej minimalnej możliwej temperatury gazu w gazociągu. Punkt rosy należy wybrać, biorąc pod uwagę warunki zapewnienia niezawodnego zaopatrzenia w gaz na całej drodze ruchu gazu od pola do konsumenta.

Wprowadzenie inhibitorów stosowanych w eliminacji zatyczek hydratowych

Miejsce powstania korka hydratu można zwykle określić poprzez wzrost spadku ciśnienia na danym odcinku gazociągu. Jeśli korek nie jest stały, inhibitor jest wprowadzany do rurociągu przez specjalne dysze, złączki do manometrów lub przez świecę oczyszczającą. Jeśli w rurociągu utworzyły się ciągłe zatyczki hydratu o małej długości, można je czasami wyeliminować w ten sam sposób. W przypadku korka o długości setek metrów, w rurze nad korkiem hydratu wycina się kilka okienek, przez które wlewa się metanol. Następnie rura jest ponownie spawana.

Ryż. 10. Zależność temperatury zamarzania wody od stężenia roztworu. Inhibitory: 1-gliceryna; 2-TEG; 3-stopni; 4-EG; 5-C2H5OH; 7–NaCl; 8–CaCI2; 9-MgCl2.

Do szybkiego rozkładu korka hydratu stosuje się metodę kombinowaną; Równolegle z wprowadzeniem inhibitora w strefę powstawania hydratów następuje obniżenie ciśnienia.

Eliminacja korków hydratowych poprzez redukcję ciśnienia. Istota tej metody polega na naruszeniu stanu równowagi hydratów, co skutkuje ich rozkładem. Ciśnienie jest redukowane na trzy sposoby:

- wyłączyć odcinek gazociągu, na którym uformował się korek, a gaz przechodzi przez świece z obu stron;

- zablokować zawór liniowy z jednej strony i wypuścić do atmosfery gaz zawarty między korkiem a jednym z zamkniętych zaworów;

- wyłączyć odcinek gazociągu po obu stronach korka i wypuścić do atmosfery gaz zamknięty między korkiem a jednym z zaworów odcinających.

Po rozkładzie hydratów bierze się pod uwagę: możliwość gromadzenia się ciekłych węglowodorów w obszarze przedmuchu oraz tworzenia się powtarzających się korków hydrat-lodowych na skutek gwałtownego spadku temperatury.

W ujemnych temperaturach metoda redukcji ciśnienia w niektórych przypadkach nie daje pożądanego efektu, ponieważ woda powstająca w wyniku rozkładu hydratów zamienia się w lód i tworzy korek lodowy. W takim przypadku stosuje się metodę redukcji ciśnienia w połączeniu z wprowadzeniem inhibitorów do rurociągu. Ilość inhibitora powinna być taka, aby w danej temperaturze roztwór wprowadzonego inhibitora i wody powstały w wyniku rozkładu hydratów nie zamarzał (rys. 10).

Rozkład hydratów przez obniżenie ciśnienia w połączeniu z wprowadzeniem inhibitorów jest znacznie szybszy niż przy użyciu każdej metody z osobna.

Eliminacja korków hydratowych w rurociągach naturalnych i gazy skroplone metoda ogrzewania. Dzięki tej metodzie wzrost temperatury powyżej temperatury równowagi do tworzenia hydratów prowadzi do ich rozkładu. W praktyce rurociąg jest podgrzewany gorąca woda lub prom. Badania wykazały, że wzrost temperatury w miejscu kontaktu hydratu z metalem do 30–40°C wystarcza do szybkiego rozkładu hydratów.

Inhibitory hydratów

W praktyce metanol i glikole są szeroko stosowane do zwalczania tworzenia się hydratów. Czasami stosuje się ciekłe węglowodory, środki powierzchniowo czynne, wodę złożową, mieszaninę różnych inhibitorów, np. metanol z roztworami chlorku wapnia itp.

Metanol ma wysoki stopień obniżenie temperatury powstawania hydratów, możliwość szybkiego rozkładu już powstałych korków hydratowych i mieszania z wodą w dowolnym stosunku, niska lepkość i niska temperatura zamarzania.

Metanol jest silną trucizną, spożycie nawet niewielkiej dawki może doprowadzić do śmierci, dlatego podczas pracy z nim należy zachować szczególną ostrożność.

Glikole (glikol etylenowy, glikol dietylenowy, glikol trietylenowy) są często używane do osuszania gazów i jako inhibitor do kontrolowania osadów hydratów. Najczęściej stosowanym inhibitorem jest glikol dietylenowy, chociaż zastosowanie glikolu etylenowego jest bardziej efektywne: jego roztwory wodne mają niższą temperaturę zamarzania, niższą lepkość i niską rozpuszczalność w gazach węglowodorowych, co znacznie ogranicza jego straty.

Ilość metanolu wymagana do zapobiegania tworzeniu się hydratów w gazy skroplone, można określić na wykres przedstawiony na ryc. 12. Aby określić zużycie metanolu niezbędne do zapobiegania tworzeniu się hydratów w gazach naturalnych i skroplonych, należy postępować w następujący sposób. Do jego zużycia, znalezionego na ryc. 11 i 12 należy dodać ilość metanolu przechodzącego do fazy gazowej. Ilość metanolu w fazie gazowej znacznie przewyższa jego zawartość w fazie ciekłej.

WALKA Z FORMACJAMI WODY W GŁÓWNYCH RUROCIĄGACH GAZOWYCH

(Gromov V.V., Kozlovsky V.I. Operator głównych gazociągów. - M.; Nedra, 1981. - 246 s.)

Powstawanie krystalicznych hydratów w gazociągu następuje, gdy gaz jest całkowicie nasycony parą wodną o określonym ciśnieniu i temperaturze. Hydraty krystaliczne są niestabilnymi związkami węglowodorów z wodą. Z wyglądu przypominają sprasowany śnieg. Hydraty wydobywane z gazociągu szybko rozkładają się w powietrzu na gaz i wodę.

Powstawaniu hydratów sprzyja obecność w gazociągu wody zwilżającej gaz, ciał obcych zwężających przekrój gazociągu, a także ziemi i piasku, których cząstki służą jako centra krystalizacji. Nie bez znaczenia jest zawartość w gazie ziemnym innych gazów węglowodorowych oprócz metanu (C 3 H 8 , C 4 H 10 , H 2 S).

Wiedząc, w jakich warunkach w gazociągu tworzą się hydraty (skład gazu, punkt rosy – temperatura skraplania się wilgoci zawartej w gazie, ciśnienie i temperatura gazu na trasie), można podjąć działania zapobiegające ich powstawaniu. tworzenie. W walce z nawodnieniami w radykalny sposób to odwodnienie gazu na głównych obiektach gazociągu do punktu rosy, który byłby o 5–7°C niższy niż najniższa możliwa temperatura gazu w gazociągu w okres zimowy.

W przypadku niedostatecznego suszenia lub jego braku stosuje się inhibitory, które zapobiegają tworzeniu się i niszczeniu powstających hydratów, pochłaniając część pary wodnej z gazu i uniemożliwiając tworzenie się hydratów pod danym ciśnieniem. alkohol metylowy (metanol–CH 3 OH ), roztwory glikolu etylenowego, glikolu dietylenowego, glikolu trietylenowego, chlorku wapnia.Spośród tych inhibitorów metanol jest często stosowany na głównych gazociągach.

W celu zniszczenia powstałych hydratów stosuje się metodę obniżania ciśnienia w odcinku gazociągu do ciśnienia zbliżonego do atmosferycznego (nie niższego niż przekroczenie 200-500 Pa). Korek hydratacyjny ulega zniszczeniu w ciągu 20–30 minut do kilku godzin, w zależności od rodzaju i wielkości korka oraz temperatury gleby. Na stronie z ujemna temperatura W glebie woda powstała w wyniku rozkładu hydratów może zamarznąć, tworząc korek lodowy, który jest znacznie trudniejszy do usunięcia niż korek hydratu. Aby przyspieszyć niszczenie korka i zapobiec tworzeniu się lodu, opisaną metodę stosuje się wraz z jednorazowym napełnieniem dużą ilością metanolu.

Zwiększone spadki ciśnienia w gazociągu są wykrywane przez odczyty manometrów zainstalowanych na zaworach wzdłuż trasy gazociągu. Zgodnie z odczytami manometrów budowane są wykresy spadku ciśnienia. Jeśli mierzysz ciśnienie na odcinku długości / w tym samym czasie i wykreślasz wartości kwadratów ciśnienia bezwzględnego na wykresie ze współrzędnymi p 2(MPa)- ja(km), to wszystkie punkty muszą leżeć na tej samej linii prostej (rys. 13). Odchylenie od linii prostej na wykresie pokazuje obszar z nieprawidłowym spadkiem ciśnienia, w którym zachodzi proces tworzenia się hydratów.

W przypadku wykrycia nieprawidłowego spadku ciśnienia w gazociągu, zwykle uruchamiana jest instalacja metanolu lub w przypadku jej braku przeprowadza się jednorazowe przelanie metanolu przez świecę, do której przyspawany jest kran. górny koniec świecy. Przy zamkniętym dolnym kranie przez górny kran do świecy wlewa się metanol. Następnie górny kran zamyka się, a dolny otwiera się. Po dostaniu się metanolu do gazociągu dolny zawór zamyka się. Aby napełnić wymaganą ilość metanolu, czynność tę powtarza się kilka razy.

Doprowadzanie metanolu przez zbiornik metanolu i jednoczesne napełnianie metanolu może nie dać pożądanego efektu lub sądząc po wielkości i gwałtownym wzroście spadku ciśnienia, grozi zablokowanie. W ten sposób jednocześnie wlewa się dużą ilość metanolu i przeprowadza się oczyszczanie gazu wzdłuż przepływu gazu. Ilość metanolu wlewana do odcinka gazociągu o długości 20–25 km i średnicy 820 mm wynosi 2–3 t. Metanol wlewa się przez świecę na początku odcinka, po czym krany na początku a koniec sekcji jest zamknięty, gaz jest wypuszczany do atmosfery przez świecę przed kranem na końcu sekcji.

W trudniejszej sytuacji, po wlaniu metanolu, odcinek gazociągu jest wyłączany poprzez zakręcenie kurków na obu końcach, gaz wypuszczany jest przez świece na obu końcach, obniżając ciśnienie do prawie atmosferycznego (nie niższego niż przekroczenie 200-500 Rocznie). Po pewnym czasie, w którym korek hydratu powinien zapaść się przy braku ciśnienia i pod działaniem metanolu, zawór otwiera się na początku odcinka i przedmuchuje świecę na końcu odcinka, aby wysunąć korek z jego miejsce. Eliminacja korka hydratu za pomocą przedmuchu nie jest bezpieczna, gdyż w przypadku jego nagłego zniszczenia w gazociągu mogą wystąpić duże prędkości przepływu gazu, porywając resztki zniszczonego korka. Konieczne jest uważne monitorowanie ciśnienia w obszarze przed i za korkiem, aby zapobiec bardzo dużemu spadkowi. Przy dużej różnicy, wskazującej na zachodzenie na siebie znacznej części odcinka rury, miejsce powstania korka można łatwo określić po charakterystycznym hałasie występującym podczas dławienia gazu, który dobiega z powierzchni ziemi. Przy całkowitym zablokowaniu gazociągu nie ma hałasu.

Kilka lat temu wśród ekonomistów, czyli ludzi z dala od technologii, popularna była teoria „zubożenia węglowodorów”. W wielu publikacjach, które składają się na barwę światowej elity finansowej, dyskutowano: jaki będzie świat, jeśli niedługo na planecie zabraknie np. ropy? A jakie będą za to ceny, gdy proces „wyczerpania” wejdzie, że tak powiem, w fazę aktywną?

Jednak „rewolucja łupkowa”, która dzieje się teraz dosłownie na naszych oczach, odsunęła ten temat przynajmniej na dalszy plan. Dla wszystkich stało się jasne, co tylko kilku ekspertów powiedziało wcześniej: na planecie wciąż jest wystarczająco dużo węglowodorów. Jest oczywiście za wcześnie, aby mówić o ich fizycznym wyczerpaniu.

Rzeczywistym problemem jest rozwój nowych technologii produkcyjnych pozwalających na wydobycie węglowodorów ze źródeł wcześniej uznawanych za niedostępne, a także koszt pozyskanych z ich pomocą surowców. Możesz dostać prawie wszystko, będzie po prostu drożej.

Wszystko to sprawia, że ​​ludzkość poszukuje nowych „nietradycyjnych źródeł tradycyjnego paliwa”. Jednym z nich jest wspomniany wyżej gaz łupkowy. GAZ Technology już nie raz pisał o różnych aspektach związanych z jej produkcją.

Istnieją jednak inne takie źródła. Wśród nich są „bohaterowie” naszego dzisiejszego materiału - hydratów gazu.

Co to jest? W najogólniejszym sensie hydraty gazowe to związki krystaliczne powstałe z gazu i wody w określonej temperaturze (raczej niskiej) i ciśnieniu (raczej wysokim).

Uwaga: różnorodność substancje chemiczne. Nie musi chodzić o węglowodory. Pierwsze hydraty gazu, jakie kiedykolwiek zaobserwowali naukowcy, składały się z chloru i dwutlenku siarki. Nawiasem mówiąc, stało się to pod koniec XVIII wieku.

Ponieważ jednak jesteśmy zainteresowani aspekty praktyczne związanych z wydobyciem gazu ziemnego, porozmawiamy tu przede wszystkim o węglowodorach. Co więcej, w warunkach rzeczywistych wśród wszystkich hydratów przeważają hydraty metanu.

Według teoretycznych szacunków zasoby takich kryształów są dosłownie zdumiewające. Według najbardziej ostrożnych szacunków mówimy o 180 bilionach metrów sześciennych. Bardziej optymistyczne szacunki podają liczbę 40 000 razy wyższą. Przy takich wskaźnikach zgodzisz się, że nawet niewygodne jest mówienie o wyczerpaniu węglowodorów na Ziemi.

Trzeba powiedzieć, że hipoteza o obecności ogromnych złóż w warunkach wiecznej zmarzliny syberyjskiej hydraty gazowe został zaproponowany przez sowieckich naukowców w latach 40. ubiegłego wieku. Po kilkudziesięciu latach znalazła swoje potwierdzenie. A pod koniec lat 60. rozpoczął się nawet rozwój jednego ze złóż.

Następnie naukowcy obliczyli: strefa, w której hydraty metanu mogą być w stanie stabilnym, obejmuje 90 procent całego dna morskiego i oceanicznego Ziemi oraz plus 20 procent lądu. Okazuje się, że mówimy o potencjalnie powszechnym minerale.

Pomysł wydobycia „stałego gazu” naprawdę wygląda atrakcyjnie. Ponadto jednostka objętości hydratu zawiera około 170 objętości samego gazu. To znaczy, wydawałoby się, że wystarczy uzyskać sporo kryształów, aby uzyskać dużą wydajność węglowodorów. Z fizycznego punktu widzenia są w stanie stałym i reprezentują coś w rodzaju sypkiego śniegu lub lodu.

Problem jednak w tym, że hydraty gazowe znajdują się z reguły w bardzo trudno dostępnych miejscach. „Złoża wewnątrzzmarzliny zawierają tylko niewielką część zasobów gazu, które są związane z hydratami gazu ziemnego. Główna część zasobów jest ograniczona do strefy stabilności hydratu gazowego - tego przedziału głębokościowego (zwykle kilkuset metrów), w którym zachodzą termodynamiczne warunki powstawania hydratów. Na północy Syberii Zachodniej jest to przedział głębokości 250-800 m, w morzach - od powierzchni dna do 300-400 m, w szczególnie głębokich obszarach szelfu i stoku kontynentalnego do 500-600 m poniżej na dole. To właśnie w tych odstępach czasu odkryto większość hydratów gazu ziemnego ”- informuje Wikipedia. Mówimy więc z reguły o pracy w ekstremalnych warunkach głębinowych, pod wysokim ciśnieniem.

Ekstrakcja hydratów gazu może wiązać się z innymi trudnościami. Takie związki są zdolne na przykład do detonacji nawet przy niewielkich wstrząsach. Bardzo szybko przechodzą w stan gazowy, który w ograniczonej objętości może powodować nagłe skoki ciśnienia. Według wyspecjalizowanych źródeł to właśnie te właściwości hydratów gazowych stały się źródłem poważnych problemów dla platform produkcyjnych na Morzu Kaspijskim.

Ponadto metan jest jednym z gazów, które mogą wywołać efekt cieplarniany. Jeśli produkcja przemysłowa powoduje masowe emisje do atmosfery, jest to obarczone zaostrzeniem problemu globalnego ocieplenia. Ale nawet jeśli w praktyce tak się nie stanie, bliskie i nieprzyjazne przywiązanie „zielonych” do takich projektów jest praktycznie gwarantowane. A ich pozycja w politycznym spektrum wielu państw jest dziś bardzo, bardzo silna.

Wszystko to niezwykle „waży” projekty dla rozwoju technologii wydobycia hydratów metanu. Właściwie na serio sposoby przemysłowe na planecie nie ma jeszcze rozwoju takich zasobów. Jednak odpowiednie zmiany są w toku. Istnieją nawet patenty wydane wynalazcom takich metod. Ich opis jest czasami tak futurystyczny, że wydaje się spisany z książki jakiegoś pisarza science fiction.

Na przykład „Sposób wydobywania węglowodorów hydratów gazowych z dna zbiorników wodnych i urządzenie do jego realizacji (patent RF nr 2431042)”, zamieszczony na stronie internetowej http://www.freepatent.ru/: morze na dole. Efektem technicznym jest zwiększenie produkcji gazowych węglowodorów uwodnionych. Metoda polega na niszczeniu dolnej warstwy ostrymi krawędziami kubełków zamocowanych na pionowym przenośniku taśmowym poruszającym się po dnie basenu za pomocą popychacza gąsienicowego, względem którego taśma przenośnika porusza się w pionie, z możliwością zagłębienia się w głąb basenu. na dole. W tym przypadku hydrat gazu unoszony jest do strefy odizolowanej od wody powierzchnią przewróconego lejka, gdzie jest podgrzewany, a uwolniony gaz transportowany jest na powierzchnię za pomocą węża zamocowanego u góry lejka, poddając go do dodatkowego ogrzewania. Proponowane jest również urządzenie do realizacji metody. Uwaga: wszystko to powinno odbywać się w wodzie morskiej, na głębokości kilkuset metrów. Trudno sobie nawet wyobrazić złożoność tego zadanie inżynierskie i ile może kosztować wyprodukowany w ten sposób metan.

Są jednak inne sposoby. Oto opis innej metody: „Istnieje znana metoda ekstrakcji gazów (metanu, jego homologów itp.) ze stałych hydratów gazów w osadach dennych mórz i oceanów, w której dwa nitki rur są zanurzone w dobrze wywiercony do jego dna zidentyfikowanej formacji hydratu gazu - pompowanie i pompowanie. naturalna woda w temperaturze naturalnej lub podgrzanej wchodzi przez rurę wtryskową i rozkłada hydraty gazu do systemu „gaz-woda”, który gromadzi się w kulistej pułapce utworzonej na dnie formacji hydratu gazu. Emitowane gazy są wypompowywane z tej pułapki przez inny ciąg rur… Wadą znanej metody jest konieczność wykonywania odwiertów podwodnych, co jest uciążliwe technicznie, kosztowne i niekiedy wprowadza nieodwracalne szkody w istniejącym środowisku podwodnym zbiornika”(http ://www.findpatent.ru).

Można by podać inne tego rodzaju opisy. Ale z tego, co już zostało wymienione, wynika jasno: przemysłowa produkcja metanu z hydratów gazowych to wciąż kwestia przyszłości. Będzie to wymagało najbardziej skomplikowanych rozwiązań technologicznych. A ekonomia takich projektów nie jest jeszcze oczywista.

Jednak prace w tym kierunku trwają i są dość aktywne. Szczególnie interesują ich kraje położone w najszybciej rozwijających się, a więc prezentujące coraz to nowe zapotrzebowanie na paliwo gazowe region świata. Mówimy oczywiście o Azji Południowo-Wschodniej. Jednym z państw działających w tym kierunku są Chiny. Tak więc, według gazety People's Daily, w 2014 roku geolodzy morscy przeprowadzili zakrojone na szeroką skalę badania jednego z miejsc położonych w pobliżu jego wybrzeża. Wiercenie wykazało, że zawiera on hydraty gazów o wysokiej czystości. Łącznie wykonano 23 odwierty. Umożliwiło to ustalenie, że obszar dystrybucji hydratów gazowych na tym obszarze wynosi 55 kilometrów kwadratowych. A jego zasoby, według chińskich ekspertów, wynoszą 100-150 bilionów metrów sześciennych. Podana liczba, szczerze mówiąc, jest tak wysoka, że ​​można się zastanawiać, czy nie jest zbyt optymistyczna i czy rzeczywiście takie zasoby da się wydobyć (ogólnie chińskie statystyki często budzą pytania wśród specjalistów). Niemniej jednak oczywiste jest, że chińscy naukowcy aktywnie działają w tym kierunku, szukając sposobów na zaopatrzenie swojej szybko rozwijającej się gospodarki w tak potrzebne węglowodory.

Oczywiście sytuacja w Japonii bardzo różni się od tej obserwowanej w Chinach. Jednak zaopatrzenie Kraju Kwitnącej Wiśni w paliwo nie było bynajmniej banalnym zadaniem nawet w spokojniejszych czasach. W końcu Japonia jest pozbawiona tradycyjnych surowców. A po tragedii w elektrowni jądrowej Fukushima w marcu 2011 roku, która zmusiła władze kraju do nacisku opinia publiczna ograniczenia programów energetyki jądrowej, problem ten nasilił się niemal do granic możliwości.

Dlatego w 2012 roku jedna z japońskich korporacji rozpoczęła testowe odwierty pod dnem oceanu w odległości zaledwie kilkudziesięciu kilometrów od wysp. Głębokość samych studni to kilkaset metrów. Do tego głębokość oceanu, która w tym miejscu ma około kilometra.

Trzeba przyznać, że rok później japońskim specjalistom udało się zdobyć w tym miejscu pierwszy gaz. Jednak nie można jeszcze mówić o pełnym sukcesie. Produkcja przemysłowa w tym obszarze, według prognoz samych Japończyków, może rozpocząć się nie wcześniej niż w 2018 roku. A co najważniejsze, trudno oszacować, jaki będzie ostateczny koszt paliwa.

Niemniej jednak można stwierdzić, że ludzkość wciąż powoli „zbliża się” do złóż hydratów gazowych. I niewykluczone, że nadejdzie dzień, w którym zacznie wydobywać z nich metan na iście przemysłową skalę.

Nie jest tajemnicą, że obecnie tradycyjne źródła węglowodorów wyczerpują się coraz aktywniej, a fakt ten skłania ludzkość do myślenia o energii przyszłości. Dlatego też wektory rozwoju wielu graczy na międzynarodowym rynku ropy i gazu skierowane są na zagospodarowanie złóż węglowodorów niekonwencjonalnych.

Po „rewolucji łupkowej” nastąpił gwałtowny wzrost zainteresowania innymi rodzajami niekonwencjonalnego gazu ziemnego, takimi jak hydraty gazu (GG).

Czym są hydraty gazowe?

Hydraty gazu wyglądają bardzo podobnie do śniegu lub sypkiego lodu, który zawiera w sobie energię gazu ziemnego. Z naukowego punktu widzenia hydraty gazu (zwane również klatratami) to kilka cząsteczek wody zawierających metan lub inną cząsteczkę gazu węglowodorowego w swoim związku. Hydraty gazów powstają w określonych temperaturach i ciśnieniach, co umożliwia istnienie takiego „lodu” w dodatnich temperaturach.

Powstawanie osadów hydratów gazu (korki) wewnątrz różnych obiektów naftowych i gazowych jest przyczyną poważnych i częstych wypadków. Na przykład, według jednej wersji, przyczyną największego wypadku w Zatoce Meksykańskiej na platformie Deepwater Horizon był korek hydratu uformowany w jednej z rur.

Dzięki ich unikalne właściwości, a mianowicie wysokie stężenie właściwe metanu w związkach, duże rozpowszechnienie wzdłuż wybrzeży, hydraty gazu ziemnego uważane są za główne źródło węglowodorów na Ziemi od połowy XIX wieku, wynoszące około 60% całości zapasów. Dziwne, prawda? W końcu jesteśmy przyzwyczajeni do słuchania z mediów tylko o gazie ziemnym i ropie naftowej, ale być może w ciągu najbliższych 20-25 lat walka toczy się o kolejny surowiec.

Aby zrozumieć pełną skalę złóż hydratów gazowych, załóżmy na przykład, że całkowita objętość powietrza w atmosferze ziemskiej jest 1,8 razy mniejsza niż szacowana objętość hydratów gazowych. Główne nagromadzenia hydratów gazowych znajdują się w bliskim sąsiedztwie Półwyspu Sachalin, stref szelfowych północnych mórz Rosji, północnego zbocza Alaski, w pobliżu wysp Japonii i południowego wybrzeża Ameryki Północnej.

Rosja zawiera około 30 000 bilionów. sześcian m uwodnionego gazu, czyli o trzy rzędy wielkości więcej niż obecnie objętość tradycyjnego gazu ziemnego (32,6 biliona metrów sześciennych).

Ważnym problemem jest komponent ekonomiczny w rozwoju i komercjalizacji hydratów gazowych. Kupienie ich dzisiaj jest zbyt drogie.

Gdyby dziś nasze piece i kotły były zasilane gazem domowym pozyskiwanym z hydratów gazowych, to 1 metr sześcienny kosztowałby około 18 razy więcej.

Jak są wydobywane?

Już dziś można wydobywać klatraty różne sposoby. Wyróżnia się dwie główne grupy metod - wydobycie w stanie gazowym oraz w stanie stałym.

Najbardziej obiecująca jest produkcja w stanie gazowym, czyli metoda rozprężania. Otwiera się zbiornik, w którym znajdują się hydraty gazu, ciśnienie zaczyna spadać, co wytrąca „śnieg gazowy” z równowagi i zaczyna rozkładać się na gaz i wodę. Ta technologia zostały już wykorzystane przez Japończyków w ich pilotażowym projekcie.

Rosyjskie projekty badań i rozwoju hydratów gazowych rozpoczęły się w czasach ZSRR i są uważane za fundamentalne w tej dziedzinie. W związku z odkryciem dużej liczby tradycyjnych złóż gazu ziemnego, które są atrakcyjne ekonomicznie i dostępne, wszystkie projekty zostały wstrzymane, a zgromadzone doświadczenie przekazano zagranicznym badaczom, pozostawiając wiele obiecujących rozwiązań bez pracy.

Gdzie są używane hydraty gazów?

Mało znany, ale bardzo obiecujący zasób energii może być wykorzystany nie tylko do pieców i gotowania. wynik działalność innowacyjna można uznać za technologię transportu gazu ziemnego w stanie uwodnionym (HNG). Brzmi bardzo skomplikowanie i przerażająco, ale w praktyce wszystko jest więcej niż jasne. Pewien człowiek wpadł na pomysł „pakowania” wyprodukowanego gazu ziemnego nie do rury i nie do zbiorników tankowca LNG (skraplanie gazu ziemnego), ale do skorupy lodowej, innymi słowy, aby zrobić sztuczną hydraty gazu do transportu gazu do konsumenta.

Przy porównywalnych wielkościach komercyjnych dostaw gazu technologie te zużywają 14% mniej energii niż technologie skraplania gazu (w przypadku transportu na krótkie odległości) oraz 6% mniej w przypadku transportu na odległość kilku tysięcy kilometrów wymagają najmniejszego obniżenia temperatury przechowywania (-20 stopni C w porównaniu z -162). Podsumowując wszystkie czynniki, możemy stwierdzić, że transport hydratów gazu bardziej ekonomiczne transport płynny o 12-30%.

Dzięki transportowi gazu hydratyzowanego konsument otrzymuje dwa produkty: metan i świeżą (destylowaną) wodę, co sprawia, że ​​taki transport gazu jest szczególnie atrakcyjny dla odbiorców zlokalizowanych w regionach suchych lub polarnych (na każde 170 m3 gazu przypada 0,78 m3 gazu woda).

Podsumowując, można powiedzieć, że hydraty gazu są głównym surowcem energetycznym przyszłości w skali globalnej, a także mają ogromne perspektywy dla kompleksu naftowo-gazowego naszego kraju. Ale to są bardzo dalekowzroczne perspektywy, których efekt możemy zobaczyć za 20, a nawet 30 lat, a nie wcześniej.

Nie biorąc udziału w rozwoju hydratów gazowych na dużą skalę, rosyjski kompleks naftowo-gazowy może stanąć w obliczu poważnych zagrożeń. Niestety, dzisiejsze niskie ceny węglowodorów i kryzys gospodarczy coraz częściej stawiają pod znakiem zapytania projekty badawcze i początek przemysłowego rozwoju hydratów gazowych, zwłaszcza w naszym kraju.

Radzieccy naukowcy od lat stawiają hipotezę o obecności złóż hydratów gazowych w strefie wiecznej zmarzliny (Strizhov, Mokhnatkin, Chersky). W latach 60. odkryli także pierwsze złoża hydratów gazowych na północy ZSRR. Jednocześnie możliwość powstania i istnienia hydratów w warunkach naturalnych znajduje potwierdzenie laboratoryjne (Makogon).

Od tego czasu hydraty gazu są uważane za potencjalne źródło paliwa. Według różnych szacunków zasoby węglowodorów lądowych w hydratach wahają się od 1,8⋅105 do 7,6⋅109 km³. Okazuje się ich szerokie rozmieszczenie w oceanach i wiecznej zmarzlinie kontynentów, niestabilność wraz ze wzrostem temperatury i spadkiem ciśnienia.

Obecnie szczególną uwagę zwracają hydraty gazu ziemnego jako możliwe źródło paliw kopalnych, a także uczestnik zmian klimatycznych (patrz Hipoteza dotycząca działa na hydraty metanu).

Encyklopedyczny YouTube

1 / 3

✪ Tworzenie hydratów, zapobieganie tworzeniu się hydratów. Hydrat

✪ Odkrycie hydratów gazowych nad Bajkałem. O.M. Chłystow

✪ Nawilża gaz część 2

Napisy na filmie obcojęzycznym

Właściwości hydratów

Hydraty gazu ziemnego to metastabilny minerał, którego powstawanie i rozkład zależy od temperatury, ciśnienia, skład chemiczny gaz i woda, właściwości ośrodka porowatego itp.

Typ struktury	ubytki	Formuła komórki jednostkowej	opcje komórek,	Przykład cząsteczki gościa
Sześcienny COP-I	D, T	6T x 2D x 46H2O	a = 12	CH 4
COP-II	H, D	8H x 16D x 136H2O	a = 17,1	C3H8, THF
Czterokątny TS-I	P, T, D	4P x 16T x 10D x 172H2O	a = 12,3 c = 10,2	(pod wysokim ciśnieniem), Br 2
Sześciokątny GS-III	E, D, D"	Np. 3D x 2D" x 34H2O	a = 23,5 c = 12,3	C10H16 + CH4

Hydraty gazowe w przyrodzie

Większość gazów naturalnych (CH 4 , C 2 H 6 , C 3 H 8 , CO 2 , N 2 , H 2 S , izobutan itp.) tworzy hydraty, które istnieją w określonych warunkach termobarycznych. Obszar ich istnienia ogranicza się do osadów dennych i obszarów wiecznej zmarzliny. Dominującymi hydratami gazu ziemnego są hydraty metanu i dwutlenku węgla.

Podczas produkcji gazu hydraty mogą tworzyć się w odwiertach, komunikacji przemysłowej i głównych gazociągach. Osadzając się na ściankach rur, hydraty ostro je redukują. wydajność. Aby zwalczyć tworzenie się hydratów na polach gazowych, do studni i rurociągów wprowadza się różne inhibitory (alkohol metylowy, glikole, 30% roztwór CaCl2), a temperaturę przepływu gazu utrzymuje się powyżej temperatury tworzenia się hydratów za pomocą grzejników, termicznych izolacja rurociągów i wybór trybu pracy, zapewniającego maksymalną temperaturę strumienia gazu. Aby zapobiec tworzeniu się hydratów w głównych gazociągach, najskuteczniejsze jest osuszanie gazu - oczyszczanie gazu z pary wodnej.

Badania naukowe

W ostatnie lata znacznie wzrosło zainteresowanie problemem hydratów gazowych na całym świecie. Wzrost aktywności badawczej tłumaczy się następującymi głównymi czynnikami:

• zintensyfikowanie poszukiwań alternatywnych źródeł surowców węglowodorowych w krajach nieposiadających zasobów energetycznych, gdyż hydraty gazu są niekonwencjonalnym źródłem surowców węglowodorowych, których pilotażowy rozwój może rozpocząć się w najbliższych latach;
• konieczność oceny roli hydratów gazowych w przypowierzchniowych warstwach geosfery, zwłaszcza w związku z ich możliwym wpływem na globalną zmianę klimatu;
• badanie praw powstawania i rozkładu hydratów gazowych w skorupa Ziemska ogólnie teoretycznie, w celu uzasadnienia poszukiwań i eksploracji tradycyjnych złóż węglowodorów (występowania naturalnych hydratów mogą służyć jako znaczniki głębszych konwencjonalnych złóż ropy naftowej i gazu);
• aktywny rozwój złóż węglowodorów zlokalizowanych w trudnych warunkach naturalnych (głęboki szelf wodny, rejony polarne), gdzie pogłębia się problem hydratów gazu technogenicznego;
• wykonalność obniżenia kosztów operacyjnych w celu zapobiegania tworzeniu się hydratów w systemach produkcji gazu polowego poprzez przejście na technologie oszczędzające zasoby energii i przyjazne dla środowiska;
• możliwość wykorzystania technologii hydratów gazowych w zagospodarowaniu, magazynowaniu i transporcie gazu ziemnego.

W ostatnich latach (po spotkaniu w OAO Gazprom w 2003 r.) badania nad hydratami w Rosji kontynuowano w różnych organizacjach zarówno z budżetu państwa (dwa projekty integracyjne Syberyjskiego Oddziału Rosyjskiej Akademii Nauk, małe granty Rosyjskiej Fundacji na rzecz Basic Research, stypendium Gubernatora Tiumenia, stypendium Ministerstwa Szkolnictwa Wyższego Federacji Rosyjskiej) oraz na koszt stypendiów z funduszy międzynarodowych – INTAS, SRDF, UNESCO (w ramach programu „Uniwersytet pływający” – morski wyprawy pod auspicjami UNESCO pod hasłem Training Through Research - szkolenie przez badania, KOMEKS (Kurele-Okhotsk-Marine Experiment), CHAPOS ( Carbon-Hydrate Accumulations in the Ochockie Sea) itp.

W latach 2002-2004 badania nad niekonwencjonalnymi źródłami węglowodorów, w tym hydratami gazu (z uwzględnieniem interesów handlowych OAO Gazprom), kontynuowane przy niewielkiej skali finansowania w OOO Gazprom VNIIGAZ i OAO Promgaz.

W tej chwili [ gdy?] badania nad hydratami gazu prowadzone są w OAO Gazprom (głównie w OOO Gazprom VNIIGAZ), w instytutach Akademia Rosyjska Nauki na uniwersytetach.

Badania geologicznych i technologicznych problemów hydratów gazowych rozpoczęli w połowie lat 60-tych specjaliści VNIIGAZ. W pierwszej kolejności podnoszono i rozwiązywano kwestie technologiczne zapobiegania powstawaniu hydratów, następnie tematyka stopniowo się poszerzała: w sferę zainteresowania uwzględniono kinetyczne aspekty powstawania hydratów, następnie zwrócono dużą uwagę na aspekty geologiczne, w szczególności możliwości istnienie złóż hydratów gazowych i teoretyczne problemy ich zagospodarowania.

Badania geologiczne hydratów gazowych

Kolejny etap badań nad termodynamiką tworzenia hydratów związany jest z rozwojem gigantycznych złóż północnych – Urengoj i Jamburg. Aby udoskonalić metody zapobiegania tworzeniu się hydratów w odniesieniu do systemów zbierania i przetwarzania w terenie gazów zawierających kondensat, potrzebne były dane doświadczalne dotyczące warunków powstawania hydratów w silnie stężonych roztworach metanolu w szerokim zakresie temperatur i ciśnień. W trakcie badań eksperymentalnych (V. A. Istomin, D. Yu. Stupin i inni) ujawniono poważne trudności metodologiczne w uzyskaniu reprezentatywnych danych w temperaturach poniżej -20°C. W tym zakresie opracowano nową technikę badania równowag fazowych hydratów gazowych z wieloskładnikowych mieszanin gazowych z rejestracją strumieni ciepła w komorze hydratacyjnej, a jednocześnie możliwości istnienia metastabilnych form hydratów gazowych ( na etapie ich powstawania), co potwierdziły kolejne badania autorów zagranicznych. Analiza i uogólnienie nowych danych doświadczalnych i terenowych (zarówno krajowych, jak i zagranicznych) umożliwiły opracowanie (V.A. Istomin, V.G. Kvon, A.G. Burmistrov, V.P. Lakeev) instrukcji dotyczących optymalnego zużycia inhibitorów tworzenia hydratów (1987).

Perspektywy zastosowania technologii gazowo-hydratowych w przemyśle

Propozycje technologiczne magazynowania i transportu gazu ziemnego w stanie uwodnionym pojawiły się w latach 40-tych XX wieku. Zdolność hydratów gazowych przy stosunkowo niskich ciśnieniach do koncentracji znacznych objętości gazu od dawna przyciąga uwagę specjalistów. Wstępne obliczenia ekonomiczne wykazały, że transport morski gazu w stanie uwodnionym jest najbardziej wydajny, a dodatkowy efekt ekonomiczny można uzyskać przy jednoczesnej sprzedaży przesyłanego gazu i gazu odbiorcom. czystej wody, pozostający po rozkładzie hydratu (podczas tworzenia hydratów gazowych woda jest oczyszczana z zanieczyszczeń). Obecnie rozważane są koncepcje transportu morskiego gazu ziemnego w stanie uwodnionym w warunkach równowagi, zwłaszcza przy planowaniu zagospodarowania odległych od odbiorcy złóż gazu głębinowego (w tym hydratu).

Narodowy Uniwersytet Górnictwa Surowców Mineralnych

Doradca naukowy: Gułkow Jurij Władimirowicz, kandydat nauk technicznych, Państwowy Uniwersytet Górniczy ds. Minerałów i Surowców

Adnotacja:

W artykule omówiono chemiczne i fizyczne właściwości hydratów gazowych, historię ich badań i badań. Ponadto rozważane są główne problemy utrudniające organizację komercyjnej produkcji hydratów gazowych.

W tym artykule opisujemy chemiczne i fizyczne właściwości hydratów gazowych, historię ich badań i badań. Ponadto rozważane są podstawowe problemy utrudniające organizację komercyjnej produkcji hydratów gazowych.

Słowa kluczowe:

hydraty gazowe; energia; wydobycie komercyjne; Problemy.

hydraty gazowe; Inżynieria energetyczna; wydobycie handlowe; Problemy.

UDC 622.324

Wstęp

Początkowo człowiek wykorzystywał własne siły jako źródło energii. Po pewnym czasie na ratunek przyszła energia drewna i substancji organicznych. Około sto lat temu węgiel stał się głównym surowcem energetycznym, 30 lat później ropa naftowa miała pierwszeństwo. Dziś energetyka świata opiera się na triadzie gaz-ropa-węgiel. Jednak w 2013 roku ten bilans został przesunięty w kierunku gazu przez japońskie firmy energetyczne. Japonia- świat lider w imporcie gazu. Państwowa Korporacja ropa naftowa, gaz i metale (JOGMEC) (Japan Oil, Gas & Metals National Corp.) zdołał jako pierwszy na świecie pozyskać gaz z hydratu metanu na dnie Pacyfik z głębokości 1,3 kilometra. Próbna produkcja trwała zaledwie 6 tygodni, mimo że plan zakładał produkcję dwutygodniową, wyprodukowano 120 tys. Co to jest hydrat gazu i jak może wpłynąć na światową energetykę?

Celem tego artykułu jest rozważenie problemów związanych z rozwojem hydratów gazowych.

W tym celu ustawiono następujące zadania:

• Poznaj historię badań nad hydratami gazu
• Badanie właściwości chemicznych i fizycznych
• Rozważ główne problemy rozwoju

Stosowność

Tradycyjne zasoby nie są równomiernie rozmieszczone na Ziemi, a ponadto są ograniczone. Według współczesnych szacunków rezerwy ropy naftowej według dzisiejszych standardów zużycia wystarczą na 40 lat, zasoby energii z gazu ziemnego - na 60-100. Światowe zasoby gazu łupkowego szacuje się na około 2500-20 000 bilionów. sześcian m. To jest rezerwa energetyczna ludzkości od ponad tysiąca lat Komercyjne wydobycie hydratów podniosłoby światową energię na jakościowo nowy poziom. Innymi słowy, badanie hydratów gazowych otworzyło ludzkości alternatywne źródło energii. Ale istnieje również szereg poważnych przeszkód w ich studiowaniu i produkcji komercyjnej.

Odniesienie do historii

Możliwość istnienia hydratów gazowych przewidział IN Strizhov, ale mówił o niecelowości ich ekstrakcji. Hydrat metanu został po raz pierwszy otrzymany w laboratorium przez Villarsa w 1888 roku, wraz z hydratami innych lekkich węglowodorów. Początkowe zderzenia z hydratami gazu były postrzegane jako problemy i przeszkody w produkcji energii. W pierwszej połowie XX wieku stwierdzono, że hydraty gazowe są przyczyną zatykania się gazociągów zlokalizowanych w rejonach Arktyki (w temperaturach powyżej 0 °C). W 1961 zarejestrowano odkrycie Wasiliewa W.G., Makagona Yu.F., Trebina F.A., Trofimuka A.A., Chersky N.V. „Właściwość gazów naturalnych do bycia w stanie stałym skorupy ziemskiej”, która zapowiada nowe naturalne źródło węglowodorów – hydrat gazu. Potem zaczęli mówić głośniej o wyczerpywaniu się tradycyjnych zasobów, a już 10 lat później w styczniu 1970 r. w Arktyce, na pograniczu Syberii Zachodniej, odkryto pierwsze złoże hydratów gazu, zwane Messoyakha. Ponadto przeprowadzono duże ekspedycje naukowców zarówno z ZSRR, jak i wielu innych krajów.

Słowo chemia i fizyka

Hydraty gazu to cząsteczki gazu otoczone cząsteczkami wody, jak „gaz w klatce”. Nazywa się to ramą klatratu wody. Wyobraź sobie, że latem złapałeś w dłonie motyla, motyl to gaz, a dłonie to cząsteczki wody. Ponieważ chronisz motyla przed wpływami zewnętrznymi, ale zachowa on swoje piękno i indywidualność. Tak zachowuje się gaz w strukturze klatratowej.

W zależności od warunków powstawania i stanu hydratu tworzącego, hydraty zewnętrznie wyglądają jak wyraźnie określone przezroczyste kryształy o różnych kształtach lub reprezentują amorficzną masę gęsto sprasowanego „śniegu”.

Hydraty występują w określonych warunkach termobarycznych - równowaga fazowa. Na ciśnienie atmosferyczne hydraty gazowe gazów naturalnych występują w temperaturze do 20-25°C. Ze względu na swoją strukturę pojedyncza objętość hydratu gazu może zawierać do 160-180 objętości czystego gazu. Gęstość hydratu metanu wynosi około 900 kg/m³, czyli mniej niż gęstość wody i lodu. Gdy równowaga fazowa zostaje naruszona: wzrost temperatury i / lub spadek ciśnienia, hydrat rozkłada się na gaz i wodę z absorpcją dużej ilości ciepła. Hydraty krystaliczne mają wysoki poziom opór elektryczny, dobrze przewodzą dźwięk i są praktycznie nieprzepuszczalne dla wolnych cząsteczek wody i gazu, mają niską przewodność cieplną.

Rozwój

Hydraty gazów są trudno dostępne, ponieważ Do tej pory ustalono, że około 98% złóż hydratów gazowych koncentruje się na szelfowych i kontynentalnych zboczach oceanu, na głębokościach wody powyżej 200-700 m, a tylko 2% - w subpolarnych częściach kontynentów . Dlatego problemy w rozwoju komercyjnej produkcji hydratów gazowych napotykane są już na etapie zagospodarowania ich złóż.

Do chwili obecnej istnieje kilka metod wykrywania złóż hydratów gazowych: sondowanie sejsmiczne, metoda grawimetryczna, pomiary ciepła i przepływów dyfuzyjnych nad złożem, badanie dynamiki pola elektromagnetycznego w badanym regionie itp.

W sondowaniach sejsmicznych wykorzystuje się dwuwymiarowe (2-D) dane sejsmiczne w obecności wolnego gazu pod zbiornikiem nasyconym hydratami, określa się dolne położenie skał nasyconych hydratami. Jednak podczas badań sejsmicznych niemożliwe jest wykrycie jakości złoża, stopnia nasycenia skał hydratacją. Ponadto badania sejsmiczne nie mają zastosowania do złożonego terenu, ale są najbardziej korzystne z ekonomicznego punktu widzenia, jednak lepiej stosować je w połączeniu z innymi metodami.

Na przykład luki można wypełnić, stosując badania elektromagnetyczne oprócz badań sejsmicznych. Pozwoli to dokładniej scharakteryzować skałę, ze względu na indywidualne opory w miejscach występowania hydratów gazowych. Departament Energii USA planuje ją przeprowadzić od 2015 roku. Do zagospodarowania złóż czarnomorskich wykorzystano metodę sejsmoelektromagnetyczną.

Opłacalne jest również zagospodarowanie złoża złóż nasyconych metodą kombinowaną, gdy procesowi rozkładu hydratów towarzyszy spadek ciśnienia przy jednoczesnej ekspozycji termicznej. Zmniejszenie ciśnienia pozwoli zaoszczędzić energia cieplna wydatkowana na dysocjację hydratów, a ogrzewanie ośrodka porowego zapobiegnie ponownemu tworzeniu się hydratów gazowych w strefie powstawania odwiertów.

Górnictwo

Kolejną przeszkodą jest bezpośrednia ekstrakcja hydratów. Hydraty leżą w postaci stałej, co powoduje trudności. Ponieważ hydrat gazu znajduje się w określonych warunkach termobarycznych, jeśli jeden z nich zostanie naruszony, ulegnie rozkładowi na gaz i wodę, zgodnie z tym opracowano następujące technologie ekstrakcji hydratów.

1. Rozprężanie:

Gdy hydrat jest poza równowagą fazową, rozkłada się na gaz i wodę. Technologia ta słynie z trywialności i opłacalności ekonomicznej, dodatkowo na jej barkach spada sukces pierwszego japońskiego wydobycia w 2013 roku. Ale nie wszystko jest takie różowe: powstająca woda podczas niskie temperatury może zatkać sprzęt. Ponadto technologia jest naprawdę skuteczna, ponieważ. 13 000 m3 m gazu, który jest wielokrotnie wyższy niż wydajność produkcji na tym samym polu przy zastosowaniu technologii grzewczej - 470 metrów sześciennych. m gazu w 5 dni. (patrz tabela)

2. Ogrzewanie:

Ponownie musisz rozłożyć hydrat na gaz i wodę, ale za pomocą dostarczania ciepła. Doprowadzanie ciepła może odbywać się na różne sposoby: wtrysk chłodziwa, cyrkulacja gorąca woda, ogrzewanie parowe, ogrzewanie elektryczne. Chciałbym poruszyć ciekawą technologię wymyśloną przez naukowców z Uniwersytetu w Dortmundzie. Projekt zakłada ułożenie rurociągu do gazowania złóż na dnie morskim. Jego osobliwością jest to, że rura ma podwójne ścianki. Za pomocą dętka Na pole dostarczana jest woda morska, podgrzana do 30-40˚С, temperatura przejścia fazowego i pęcherzyki gazowego metanu wraz z wodą unoszą się wzdłuż rura zewnętrzna w górę. Tam metan jest oddzielany od wody, przesyłany do zbiorników lub do głównego rurociągu oraz ciepła woda wraca do złóż hydratów gazu. Jednak ta metoda ekstrakcji wymaga wysokich kosztów, stałego zwiększania ilości dostarczanego ciepła. W tym przypadku hydrat gazu rozkłada się wolniej.

3. Wprowadzenie inhibitora:

Również do rozkładu hydratu używam wprowadzenia inhibitora. W Instytucie Fizyki i Technologii Uniwersytetu w Bergen dwutlenek węgla był uważany za inhibitor. Stosując tę ​​technologię, możliwe jest pozyskiwanie metanu bez bezpośredniej ekstrakcji samych hydratów. Ta metoda jest już testowana przez Japan National Oil, Gas and Metals Corporation (JOGMEC) przy wsparciu Departamentu Energii USA. Ale ta technologia jest obarczona zagrożeniami dla środowiska i wymaga wysokich kosztów. Reakcje przebiegają wolniej.

Nazwa Projektu	data	Kraje uczestniczące	Firmy	Technologia
Mallik, Kanada		Japonia, USA Kanał, Niemcy, Indie	JOGMEC, BP, Chevron Texaco	Grzałka (chłodziwo-woda)
Północne zbocze Alaski, USA		Stany Zjednoczone, Japonia	Conoco Phillips, JOGMEC	Wtrysk dwutlenku węgla, wtrysk inhibitora
Alaska, Stany Zjednoczone			BP, Schlumberger	Wiercenie w celu zbadania właściwości hydratu gazu
Mallik, Kanada		Japonia, Kanada	JOGMEC jako część prywatnego konsorcjum publicznego	Rozprężanie
ogień w lodzieIgnikSikumi), Alaska, Stany Zjednoczone		USA, Japonia, Norwegia	Conoco Phillips, JOGMEC, Uniwersytet w Bergen (Norwegia)	wtrysk dwutlenku węgla
Wspólny projekt (połączeniePrzemysłprojekt) Zatoka Meksykańska, USA			Chevron liderem konsorcjum	Wiercenie w celu zbadania geologii hydratów gazowych
W pobliżu półwyspu Atsumi, Japonia			JOGMEC, JAPEX, Japonia Wiercenie	Rozprężanie

Źródło - centrum analityczne oparte na materiałach open source

Technologia

Innym powodem braku rozwoju komercyjnej produkcji hydratów jest brak technologii ich opłacalnej produkcji, co powoduje duże inwestycje. W zależności od technologii istnieją różne bariery: eksploatacja specjalny sprzęt do wprowadzenia pierwiastki chemiczne i/lub lokalne ogrzewanie w celu uniknięcia ponownego tworzenia się hydratów gazu i zatykania studni; zastosowanie technologii uniemożliwiających wydobywanie piasku.

Na przykład w 2008 r. według wstępnych szacunków dla złoża Mallik w kanadyjskiej Arktyce wskazano, że koszty zagospodarowania wahały się od 195-230 dolarów za tysiąc ton. sześcian m dla hydratów gazowych znajdujących się nad wolnym gazem, a w przedziale 250-365 dolarów/tys. sześcian m dla hydratów gazowych znajdujących się nad wolną wodą.

Aby rozwiązać ten problem, konieczne jest spopularyzowanie komercyjnej ekstrakcji hydratów wśród kadry naukowej. Organizuj więcej konferencji naukowych, konkursów, aby ulepszyć stary lub stworzyć nowy sprzęt, który mógłby zapewnić niższe koszty.

zagrożenie dla środowiska

Ponadto zagospodarowanie złóż hydratów gazowych będzie nieuchronnie prowadzić do wzrostu wielkości emisji gazu ziemnego do atmosfery, a w konsekwencji do nasilenia efektu cieplarnianego. Metan jest silnym gazem cieplarnianym i pomimo tego, że jego czas życia w atmosferze jest krótszy niż CO₂, ocieplenie spowodowane uwolnieniem dużych ilości metanu do atmosfery będzie dziesiątki razy szybsze niż ocieplenie wywołane przez węgiel dwutlenek. Ponadto, jeśli globalne ocieplenie, efekt cieplarniany lub z innych przyczyn spowoduje zapadnięcie się przynajmniej jednego złoża hydratu gazu, spowoduje to kolosalne uwolnienie metanu do atmosfery. I, jak lawina, z jednego zdarzenia na drugie, doprowadzi to do globalnych zmian klimatycznych na Ziemi, a konsekwencji tych zmian nie można nawet w przybliżeniu przewidzieć.

Aby tego uniknąć, konieczna jest integracja danych ze złożonych analiz poszukiwawczych i przewidywanie możliwego zachowania złóż.

Detonacja

Innym nierozwiązanym problemem dla górników jest dość nieprzyjemna właściwość hydratów gazu do „detonacji” przy najmniejszym wstrząsie. W tym przypadku kryształy szybko przechodzą fazę przemiany w stan gazowy i uzyskują objętość kilkadziesiąt razy większą niż pierwotna. Dlatego w raportach japońskich geologów bardzo dokładnie mówi się o perspektywach rozwoju hydratów metanu – wszak katastrofa platformy wiertniczej Deepwater Horizon, zdaniem wielu naukowców, m.in. prof. Roberta Bee z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley , był wynikiem wybuchu gigantycznego bąbla metanowego, który powstał z zaburzonych przez wiertaków osadów hydratów dennych.

Olej i gaz

Hydraty gazowe rozpatrywane są nie tylko od strony zasobu energetycznego, częściej spotyka się je podczas wydobycia ropy naftowej. I znowu zwracamy się do zatonięcia platformy Deepwater Horizon w Zatoce Meksykańskiej. Następnie do kontroli wyciekającej ropy zbudowano specjalną skrzynkę, którą planowano umieścić nad głowicą awaryjnego odwiertu. Ale ropa okazała się bardzo nagazowana, a metan zaczął tworzyć całe kry lodowych hydratów gazowych na ściankach pudełka. Są o około 10% lżejsze od wody, a kiedy ilość hydratów gazu stała się wystarczająco duża, po prostu zaczęli podnosić pudło, co generalnie było z góry przewidziane przez ekspertów.

Ten sam problem napotkano przy produkcji gazu konwencjonalnego. Oprócz „naturalnych” hydratów gazu, tworzenie się hydratów gazu jest wielki problem w głównych gazociągach zlokalizowanych w klimacie umiarkowanym i zimnym, ponieważ hydraty gazu mogą zatkać gazociąg i zmniejszyć jego przepustowość. Aby temu zapobiec, do gazu ziemnego dodaje się niewielką ilość inhibitora lub po prostu stosuje się ogrzewanie.

Problemy te rozwiązuje się w taki sam sposób jak w produkcji: obniżając ciśnienie, podgrzewając, wprowadzając inhibitor.

Wniosek

W artykule rozważono bariery stojące na drodze do komercyjnej produkcji hydratów gazowych. Spotykane są już na etapie zagospodarowania złóż gazowych, bezpośrednio podczas samej produkcji. Ponadto hydraty gazowe stanowią obecnie problem w produkcji ropy i gazu. Dziś imponujące rezerwy hydratów gazowych, opłacalność ekonomiczna wymagają gromadzenia informacji i wyjaśnień. Eksperci wciąż na poszukiwania optymalne rozwiązania zagospodarowanie złóż hydratów gazowych. Ale wraz z rozwojem technologii koszt zagospodarowania złóż powinien się zmniejszać.

Lista bibliograficzna:

1. Vasiliev A., Dimitrov L. Ocena rozmieszczenia przestrzennego i rezerw hydratów gazu na Morzu Czarnym // Geologia i geofizyka. 2002. nr 7. w. 43.
2. Dyadin Yu.A., Gushchin A.L. hydraty gazowe. // Dziennik edukacyjny Sorosa, nr 3, 1998, s. 55–64
3. Makogon Yu.F. Hydraty gazu ziemnego: dystrybucja, modele powstawania, zasoby. – 70 s.
4. A. A. Trofimuk, Yu 6-komanda-vymlnefti/detal/32-komanda-vympelnefti
5. Chemia i życie, 2006, nr 6, s. 8.
6. Dzień, w którym Ziemia prawie umarła - 5.12.2002 [źródło elektroniczne] http://www.bbc.co.uk/science/horizon/2002/dayearthdied.shtml

Opinie:

12.01.2015, 12:12 Mordaszew Władimir Michajłowicz
Recenzja: Artykuł poświęcony jest szerokiej gamie problemów związanych z pilnym zadaniem opracowania hydratów gazu - obiecującego zasobu energetycznego. Rozwiązanie tych problemów wymagać będzie m.in. analizy i uogólnienia niejednorodnych danych badań naukowych i technologicznych, często nieuporządkowanych, chaotycznych. Dlatego recenzent rekomenduje autorów w ich dalsza praca zwróć uwagę na artykuł „Empiryzm dla chaosu”, witryna, nr 24, 2015, s. 124-128. Artykuł "Problemy rozwoju hydratów gazowych" cieszy się niewątpliwym zainteresowaniem szerokiego grona specjalistów, powinien zostać opublikowany.

18.12.2015 02:02 Odpowiedz na recenzję autora Polina Robertovna Kurikova:
Zapoznałem się z artykułem, przy dalszym rozwoju tematu, rozwiązaniu poruszanych problemów, skorzystam z tych zaleceń. Dzięki.