Технологии энергосбережения

Физико-химические свойства углеводородов - Газогидраты

3.5. Газогидраты

Обнаружили газогидраты совсем случайно. По всем расчётам геологов и мерзлотоведов, в недрах должен был залегать газ. Но когда пробурили скважину, его там не оказалось. Приборы обнаружили, что в глубинах залегают какие-то лёгкие пористые породы. Взяли пробу из скважины, принесли её в тёплое помещение, и тут ... раздался взрыв.

Открытие газогидратов сейчас называют чуть ли не революцией в энергетике. Их запасы просто невероятны - они залегают под третью поверхности суши и почти под всей поверхностью Мирового океана. По предварительным подсчётам, это просто сверхгигантское газовое месторождение. В России газогидратные месторождения занимают площадь 2,4 млн. км2, главным образом на северо-западе европейской части России, в Сибири и на Дальнем Востоке.

Газогидраты внешне выглядят как белесые кристаллы. По существу, это замёрзшая вода, вобравшая в себя огромное количество углеводородов. Их энергетическая ёмкость довольно высока - один кубический метр кристаллогидрата включает до 200 м3 горючего газа, например - метана.

На суше запасы газогидратных месторождений уступают обычным газовым. А в морских осадках и в подстилающих породах уже на глубине десятков и первых сотен метров их ресурсы легко доступны. Извлекать морские газогидраты предлагается посредством подъёма пульпы при её последующей дегазации. Для этого потребуются макроплатформы и специальные суда, оснащённые трубопроводами.

Чтобы знать, где искать газогидраты, нужно понимать, как они образовались. Выяснилось, что эти загадочные невидимки - горючие газы, например, тот же метан, - залегают на несколько десятков метров ниже раздела «лёд - фирн». Вода при замерзании захватывает воздух и он в теле льда погружается, или, как говорят гляциологи, растекается от центра к периферии вместе с ледниковыми слоями. А под большим давлением, при отрицательных температурах и с помощью движущей силы поляризации эти флюиды уже превращаются в гидраты. В Антарктиде такое превращение происходит на глубинах свыше 700 метров, а в Гренландии - с 900 метров. Так, в толщах льда и даже подстилающих его породах накапливаются летучие, но замёрзшие и отвердевшие вещества. И они перемещаются в соответствии с наступлением или отступанием ледника. При изменении объёмов льда, а значит и давления, флюиды могут смещаться и по вертикали. Перспективными при разведке газогидратов оцениваются краевые зоны ледников, в которые выдавливались эти углеводороды.

После обнаружения газогидратов в ледяных и мёрзлых толщах и уяснении их огромной энергетической ценности, промёрзшие породы стали называть «золотой жилой». Но оказалось, что это не только образное сравнение, а вполне реальный феномен. В условиях вечной мерзлоты, выступая то в качестве окислителей, то в качестве восстановителей, накапливаются различные вещества. Даже такой инертный металл как золото может накапливаться в толще льда. При плавлении «жильного льда», образующегося при замерзании воды в трещинах мёрзлого грунта, глазам исследователей на Севере нередко представали ажурные конструкции из нитей и плёнок золота. Минеральный «скелет» может содержать и другие полезные ископаемые. Их поиск и разведка залежей, наравне с углеводородами, относится к заботам уже не молодой науки – геохимии криолитозоны.