kommersant.ru: О газовых гидратах
"Есть такие изменения, которые являются революционными и которые приводят к изменению энергобалансов. К примеру, неожиданным фактором стала авария на Фукусиме. Я вижу следующий такой момент, который может изменить систему,- это разработка газогидратов",- недавно заявил в интервью телеканалу "Россия 24" глава Минэнерго Александр Новак. "Запасы газогидратов более чем в два раза превышают совокупные запасы сланцевого газа и обычного природного газа. Сегодня газогидраты еще неэффективно разрабатывать и добывать. Но в большой перспективе технологии будут, и себестоимость их добычи будет конкурентоспособной",- добавил он.
Газогидраты - особая кристаллическая субстанция, где молекулы газа как бы заключены в каркас из молекул воды,- известны давно. О том, что они могут стать одним из главных источником энергии, тоже известно: гидраты метана - одни из самых распространенных в природе. Проблема стандартная: близок локоть, да не укусишь.
Для стабильности гидратов метана требуются низкие температуры и высокое давление; чем больше давление, тем выше температура, при которой гидраты метана устойчивы. Так, при 0°C они стабильны при давлении порядка 25 атмосфер и выше. Такое давление достигается, например, в океане на глубине около 250 м. При обычном атмосферном давлении для устойчивости гидратов метана нужна температура около минус 80 C.
Поэтому гидраты метана встречаются только в зонах с подходящей комбинацией температуры и давления. Около 99% всех известных скоплений гидратов метана находятся в океанических отложениях, под толщей воды от 300 до 4000 м. Остальные - на берегу, но под слоем вечной мерзлоты. Выглядят гидраты метана как серый лед, если поджечь - горят, отсюда и название "горящий лед".
При нагреве или снижении давления метан бежит из своей ледяной клетки, гидраты разлагаются. Содержание метана в гидратах очень высоко: из кубометра может получиться более 160 куб. м метана при обычных температуре и давлении.
По оценкам Международного энергетического агентства (IEA), энергия, содержащаяся в гидратах метана, в два раза превышает ту, что заключена во всех известных мировых запасах газа, угля и нефти вместе взятых. Но только 10-50% запасов гидратов метана, возможно, являются технически добываемыми. Оценки самой интересной экономически целесообразной добычи еще скромнее: от 1% до нуля. Но чтобы добыть даже эти гидраты, нужна настоящая технологическая революция.
Японский пролог
В марте японская госкомпания JOGMEC (Japan Oil, Gas & Metals National Corp.) сообщила о прорыве: впервые удалось добыть природный газ из подводных газогидратов.
Японские бурильщики на научно-исследовательском корабле "Тикю" работали с залежами газогидратов на глубине 1300 м, в 80 км к югу от острова Хонсю. JOGMEC утверждает, что объем газогидратов только в тестовой зоне бурения во впадине Нанкай составляет 1,1 трлн кубометров. Этого достаточно, чтобы заместить импорт газа на 11 лет, ну а всех запасов только в непосредственной близости от Японии, по оценкам National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, хватит на 100 лет.
За шесть дней тестовой добычи японским газовикам удалось извлечь 120 тыс. кубометров газа. По словам министра экономики торговли и промышленности Японии Тосимицу Мотэги, это "сильно превысило ожидания". Пять лет назад тест в слое вечной мерзлоты в Канаде дал более скромный результат: всего 13 кубометров газа за 5,5 дней.
Японцы рассчитывают коммерциализировать технологию за пять лет. "Это первая в мире тестовая добыча газа из океанических гидратов метана,- заявил Мотэги.- Я надеюсь, что она приведет к стабильному производству газа. Сланцевый газ тоже поначалу считался технологически сложным в добыче, но теперь он производится в больших объемах. Поэтапно преодолевая все сложности, мы скоро сможем использовать ресурсы, окружающие Японию".
Танталовы муки
Япония не уникальна: гидраты метана есть во многих морских зонах в изобилии, но никто точно не знает, в каком количестве. А главное неясно, насколько их добыча экономически целесообразна. С экономической составляющей придется попотеть. "Деньгам" удалось поговорить об этом с ведущим инженером одной из крупнейших нефтесервисных компаний мира. Вот лишь некоторые из упомянутых им проблем, связанных с добычей газогидратов.
Необходимо вначале определить, где газогидраты расположены. Общепринятых способов нет. Сейчас смотрят на разницу откликов различных геофизических приборов и пытаются скоррелировать с насыщенностью породы газогидратами.
До залежей надо пробурить скважину, а так как при бурении будет повышаться температура и создаваться депрессия, это может привести к разложению гидратов, увеличению порового пространства и обрушению ствола. Поэтому сейчас охлаждают буровой раствор и очень старательно строят геомеханическую модель для определения места бурения.
Гидраты располагаются в породе по-разному: в виде линз, порой заполняют трещины или вперемешку с породой. Это приводит к различным откликам при проведении геологоразведки, следовательно, необходимо настраивать отклик приборов под конкретное месторождение.
Само по себе бурение в газогидратной области - опасное дело, возможен неконтролируемый выброс газа и взрыв.
Как выделять газ из гидрата: снижая давление или повышая температуру? Сейчас японцы пытаются снижать давление, но как при этом охватить значительную часть резервуара - вопрос.
Морское дно будет опускаться при добыче гидрата, и это дополнительная сложность при проектировании скважины.
При добыче нужно будет ставить специальные уловители для песка, поскольку песка и породы будет идти очень много.
В общем, проблем масса, и общепринятых способов их решения на данный момент не существует. "Все проекты сейчас поисковые и как раз и направлены на прощупывание возможных путей решения. Лет через 20-30, возможно, и появятся отработанные подходы, а сейчас это поиски в темноте с завязанными глазами. Идет работа над proof of concept, то есть над принципиальными вопросами: можно ли обнаружить, можно ли получить достаточный и долговременный приток? Нужно еще провести огромное количество натурных экспериментов для ответов на практические вопросы, ведь существует огромная разница между принципиальной возможностью добычи газа из гидратов и промышленной технологией",- пояснил собеседник "Денег".
Такие же выводы сделаны в докладе U.S. Geological Survey "Methane Hydrates and the Future of Natural Gas":"Газогидраты, несмотря содержащиеся в них потенциально огромные ресурсы метана, вероятно, будут осваиваться в самую последнюю очередь из всех неконвенциональных ресурсов природного газа в следующие несколько десятилетий. Тем не менее R&D-активность в этой области должна продолжаться, постепенно устраняя препятствия на пути превращения газогидратов в энергетический ресурс. Предпринимаемые в этом направлении действия критически важны для энергобезопасности стран, не имеющих доступа к другим источникам природного газа на своей территории".
Такой страной как раз и является Япония: никаких месторождений других, менее экзотичных углеводородов у нее нет. Поэтому, несмотря на все надежды, связанные с экспортом СПГ (сжиженный природный газ) из Австралии и США, Токио делает ставку на газогидраты. Возможно, в перспективе 20-30 лет министр Мотэги действительно окажется прав, и все непреодолимые на первый взгляд сложности удастся так или иначе преодолеть. И тогда мир действительно столкнется с новой энергетической революцией.
http://kommersant.ru/doc/2182765