Газовые гидраты – это твердые кристаллические соединения, которые образуются в породе при определенном давлении и температуре из воды и газа. В ближайшие десятилетия газогидраты могут стать одним из основных источников ископаемого топлива. По оценкам специалистов, их мировые запасы не менее, чем в два раза, превышают известные объемы природного газа в традиционных источниках и в пять раз – запасы сланцевого газа.

О результатах исследований рассказывает Гэсэр Александрович Дугаров – научный сотрудник лаборатории динамических проблем сейсмики​ ИНГГ СО РАН, кандидат физико-математических наук.

Почему важно изучать газогидраты?

Пока что добыча газогидратов нерентабельна, но при наличии технологий она может стать необычайно выгодной и эффективной. В частности, из одного кубометра гидрата можно получить около 160 кубометров метана. Возможности такой эффективной «упаковки» интересны и с точки зрения транспортировки природного газа.

Для того чтобы разработать эффективный метод добычи газогидратов, нужно получить максимальные знания об их свойствах. Для этого сотрудники ИНГГ СО РАН совместно с коллегами из Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН (ИНХ СО РАН) проводят эксперименты на установке, созданной в рамках гранта РНФ в 2014-2016 годах. Уникальное оборудование позволяет специалистам изучать акустические свойства образцов. По словам Гэсэра Дугарова, в России существуют иные установки, позволяющие изучать тепловые, электрические, фильтрационные свойства гидратосодержащих пород, но второй такой установки для изучения акустических свойств на данный момент нет.

 

 

Установка, на которой ведутся исследования

Кроме того, изучение газогидратов важно с точки зрения безопасности. В природе эти вещества образуются в морских донных осадках и в криолитозоне. При освоении месторождений давление и температура в пластах Земли меняются, и газогидраты начинают разлагаться. Этот процесс сопровождается выбросами газа, что приводит к остановке работ на скважинах, авариям и пожарам.

Также эти соединения могут формироваться в стволах скважин, промышленных коммуникациях и магистральных путепроводах. Отлагаясь на стенках труб, гидраты резко уменьшают их пропускную способность. Поэтому изучение газогидратов важно не только в интересах науки, но и добывающих компаний.

Как именно работают ученые?

Новосибирские специалисты провели уже более 100 экспериментов на песчаных, песчано-глинистых и угольных образцах, а также на пробах, взятых из неоднородного песчаника. Для проведения опытов ученые используют небольшие образцы керна диаметром 3 см и высотой 4-5 см. Формируя различные образцы и наблюдая за образованием в них газогидратов, ученые создают настоящую базу данных. Впоследствии, она позволит оценивать содержание гидратов в той или иной породе.

 

 

Перед проведением эксперимента ученые помещают образцы в камеру высокого давления установки

Гидратосодержащие образцы ученые ИНГГ СО РАН вынуждены изготавливать сами, поскольку добыть реальный керн слишком дорого и трудоемко. Газогидраты требуют наличия низких температур и высокого давления, и до того, как содержащие их образцы будут подняты на поверхность Земли, могут разложиться на газ и воду. Пока что специалистам удалось взять пробы в илистых донных отложениях на Байкале. Гэсэр Дугаров не исключает, что в будущем в России будет разработан специальный зонд для получения образцов и из недр Земли, за рубежом подобный зонд уже разработан.

Результаты и планы

В ходе экспериментов ученые обнаружили несколько интересных эффектов, которые теперь намерены подробно изучить. В частности, специалистов интересует, как изменяются газогидраты при длительном воздействии постоянных температур и давления, формируется он в поровом пространстве или на поверхности частиц породы, цементирует их или нет.

– Наша первая задача – создать базу свойств, для которой уже есть некоторый задел, – говорит Гэсэр Дугаров. – В ней будут указаны акустические свойства газогидратов в различных породах. На ее основе мы создадим акустические модели – как отдельных образцов, так и целых месторождений. А затем уже можем пробовать моделировать различные сценарии разработки реальных месторождений и оценить, возможно ли создать систему сейсмического мониторинга, которая могла бы вовремя предупреждать о разложении газогидратов. В результате, работа на месторождениях станет безопаснее.

 

 

Газогидраты могут существовать только при низких температурах и высоком давлении

Сейчас ученые ИНГГ СО РАН работают над новой стадией своего проекта, для чего привлекают к работе не только сотрудников ИНХ СО РАН, но и Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Специалисты создают камеру, которая позволит просвечивать образцы методом компьютерной томографии – для этого планируется использовать синхротрон ИЯФ СО РАН.

– Данный прибор позволит нам следить за тем, что происходит в поровом пространстве породы, – говорит Гэсэр Дугаров. – Мы сможем заглянуть внутрь образца: выбрать какой-нибудь объем диаметром в полтора миллиметра, содержащий частицы породы и поровое пространство, и посмотреть, что в нем происходит при формировании или разложении газогидрата, изменении температуры и других условий. Такие эксперименты откроют нам дополнительные знания о газогидратах и дадут новый материал для изучения.

Пресс-секретарь ИНГГ СО РАН
Павел Красин​​​
8 923 248 52 78
press@ipgg.sbras.ru

Фото и иллюстрации предоставлены Г.А. Дугаровым, А.Н. Дробчиком

Похожие новости

  • 19/11/2018

    Институт археологии и этнографии СО РАН: тысячи находок и сотни научных публикаций

    ​Костяная игла возрастом 50 тысяч лет, челюсти гиены, каменные орудия и украшения древних людей, золотые серьги и причудливые человеческие фигурки эпохи бронзы, керамические сосуды, двухметровой высоты деревянные идолы и другие экспонаты показали посетителям археологической выставки в Доме ученых СО РАН в середине ноября.
    1122
  • 28/06/2019

    В рамках новой лаборатории ученые ИНГГ СО РАН займутся численным моделированием гидратосодержащих пород

    ​С начала года в Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН работают три новых научных подразделения, включая лабораторию математического моделирования многофизичных процессов в нативных и искусственных многомасштабных гетерогенных средах.
    471
  • 29/12/2018

    Провожая 2018-й: об интересных, ярких и значимых исследованиях сибирских ученых

    ​Специалисты из лаборатории биоинформатики Института вычислительных технологий СО РАН разработали программное обеспечение для создания моделей организма человека и его частей, например сердечно-сосудистой системы.
    1482
  • 19/05/2017

    Энергия молодости как движущая сила науки

    Так же, как российское могущество прирастает Сибирью, могущество Сибирского отделения прирастает молодыми учеными. Они приходят в науку разными путями, но затем все эти тропинки сливаются в одну дорогу, ведущую в будущее.
    1973
  • 04/04/2018

    Подведены итоги оценки результативности научных организаций

    454 организации разделили по трем категориям. Чем отличились сельскохозяйственные институты, чему Минздраву стоит поучиться у ФАНО и в каком регионе больше всего институтов из третьей категории, читайте в материале Indicator.
    3500
  • 15/08/2019

    Итоги конкурса на получение стипендии Президента Российской Федерации в 2019-2021 годах для молодых ученых и аспирантов

    Итоги конкурса на получение стипендии Президента Российской Федерации в 2019-2021 годах для молодых ученых и аспирантов, осуществляющих перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики.
    598
  • 23/08/2017

    Инновационный проект Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН стал призером бизнес-ускорителя «А:Старт»

    ​Проект ИНГГ СО РАН «Разработка инновационных технологий освоения техногенных месторождений», направленный на инжиниринг в сфере рационального природопользования, стал призером бизнес-ускорителя «А:Старт» на базе Технопарка Академгородка, участниками проекта выступили сотрудники лабораторий «Геоэлектрохимии» и «Экономики недропользования и прогноза развития нефтегазового комплекса» к.
    1285
  • 05/06/2018

    Майская статья месяца журнала «Геология и геофизика»

    В рубрике «Статья месяца» журнала «Геология и геофизика» представлена работа сотрудников Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН и Новосибирского государственного университета Алексея Львовича Рагозина, Дмитрия Александровича Зедгенизова, Владислава Станиславовича Шацкого и сотрудника Института ядерной физики им.
    846
  • 20/05/2019

    Городские дни науки-2019: КЛАССный учёный

    С 2017 года в рамках городских дней науки проходят выездные лекции для школьников — проект «КЛАССный ученый». Он создан для того, чтобы ученики разных школ Новосибирска узнали, что такое настоящая наука, какие работы в разных областях знаний сейчас находятся на передовом её крае, а также вживую пообщались с исследователями из научных институтов, вузов и образовательных организаций нашего города.
    682
  • 05/09/2019

    Академгородок 2000-х. Начало нового века

    ​2000—2010-е годы для Академгородка — время яркое и бурное. Необходимо было восстановиться после кризиса 1990-х и подготовить территорию для развития будущего. Именно в эти годы появилось жилье для молодых ученых, были построены Технопарк, общежития и новый корпус Новосибирского государственного университета.
    323