Neft və qaz

Metan Hidratı

Metan Hidratı



Dünyanın ən böyük təbii qaz qaynağı permafrost və okean çöküntülərinin altında qalır.


Metan hidratı: Solda, metan hidratının top molekulyar bir modeli, su molekullarının "qəfəsi" ilə əhatə olunmuş mərkəzi metan molekulunu göstərir. Pentan və etan kimi digər karbohidrogen molekulları bu quruluşda mərkəzi yer tuta bilər. (Amerika Birləşmiş Ştatları Enerji Departamenti şəkli). Sağda metan hidrat buzunun yanan bir nümunəsi var (Amerika Birləşmiş Ştatları Geoloji Tədqiqatı görüntüsü).

Metan hidrat "sement" konqlomeratda?: Bu fotoda Mallik Test quyusundakı metan hidrat zonasının əsas nümunəsi göstərilir. Bu quyu Kanadanın Mackenzie River Delta bölgəsindəki permafrost çöküntülərinə nüfuz edir. Çuxurun bu hissəsi metan hidrat buzu ilə "bir konqlomerat" a sementlənmiş çınqılları göstərir. Təsviri böyütmək üçün vurun.

Sonrakı Enerji "Oyun dəyişdirici"?

Şistdən çıxarılan təbii qaz qlobal bir enerji "oyun dəyişdiricisi" olduğuna görə, neft və qaz tədqiqatçıları metan hidrat yataqlarından təbii qaz çıxarmaq üçün yeni texnologiyalar hazırlamaq üçün çalışırlar. Bu tədqiqat vacibdir, çünki metan hidrat yataqlarının dünyanın bütün neft, təbii qaz və kömür ehtiyatları ilə müqayisədə daha böyük bir karbohidrogen ehtiyatı olduğuna inanılır. 1 Bu yataqlar səmərəli və iqtisadi cəhətdən inkişaf etdirilə bilsələr, metan hidratı növbəti enerji oyun dəyişdiricisi ola bilər.

Çox miqdarda metan hidratı Arktikanın permafrostunun altında, Antarktika buzlarının altında və dünyanın kontinental kənarları boyunca çöküntü yataqlarında tapılmışdır. Dünyanın bəzi yerlərində onlar təbii qaz sahələrindən daha çox əhalisi olan ərazilərə daha yaxındırlar. Yaxınlıqdakı bu yataqlar hazırda təbii qaz idxal edən ölkələrə özlərini təmin edə bilər. Mövcud problem bu resursu inventarlaşdırmaq və onu inkişaf etdirməyin təhlükəsiz, iqtisadi yollarını tapmaqdır.

Metan hidrat sabitliyi qrafiki: Bu faza diaqramı şaquli oxda suyun dərinliyini (təzyiqini) və üfüqi oxda temperaturu göstərir. Boşalmış xətlər su, su buzları, qaz və qaz hidratının sabitlik sahələrini ayrıca ayırır. "Hidratın qaz keçidinə" etiketli xətt əhəmiyyətli dərəcədə əhəmiyyətlidir. Metan hidratının əmələ gəlməsi şərtləri bu xəttin altında baş verir. Bu xəttin üstündəki metan hidratı meydana gəlməyəcəkdir. Qırmızı xətt bir geoterm izini (müəyyən bir yerdə dərinliklə temperaturun dəyişməsi) izləyir. Dərinlik artdıqca geoterm hidratı qaz keçid xəttinə necə keçdiyinə diqqət yetirin. Bu, çöküntülərdə qaz hidratının ümumiyyətlə pulsuz qazı üstələməsi deməkdir. NOAA-dan sonra qrafik dəyişdirildi. 4

Metan Hidrat nədir?

Metan hidratı, bir-birinə qarışan su molekulları qəfəsi ilə əhatə olunmuş bir metan molekulundan ibarət bir kristal qatıdır (səhifənin yuxarısındakı şəkilə baxın). Metan hidratı, temperatur və təzyiq şəraitinin əmələ gəlməsi üçün əlverişli olduğu yeraltı yataqlarda yalnız təbii olaraq meydana gələn "buz "dur. Bu şərtlər bu səhifədəki faza diaqramında göstərilmişdir.

Buz bu temperatur / təzyiq mühitindən çıxarsa, qeyri-sabit olur. Bu səbəblə metan hidrat yataqlarını öyrənmək çətindir. Digər yeraltı materiallar kimi öyrənmək üçün qazıla və cırıla bilməzlər, çünki səthə gətirildikdə təzyiq azalır və temperatur yüksəlir. Bu buzun əriməsinə və metanın qaçmasına səbəb olur.

Metan hidratı üçün bir neçə başqa ad ümumiyyətlə istifadə olunur. Bunlara daxildir: metan klratatı, hidrometan, metan buzu, yanğın buzları, təbii qaz hidratatı və qaz hidratatı. Metan hidrat yataqlarının əksəriyyətində az miqdarda digər karbohidrogen hidratları da var. Bunlara propan hidrat və etan hidrat daxildir.

Metan hidrat xəritəsi: Bu xəritə USGS təbii qaz hidratının meydana gəlməsi verilənlər bazasının qlobal inventarında yerlərin ümumiləşdirilmiş bir versiyasıdır. 2

Qaz hidrat xəritəsi: Ən geniş araşdırılan qaz hidratı yataqlarından biri də Blek Ridge, dənizdə yerləşən Şimali Karolina və Cənubi Karolina. Bu yataqdan metan çıxarmaq çətinlikləri yüksək gil tərkibi və metan konsentrasiyasının az olmasıdır. 3 Bu xəritə kontinental marj yataqlarının potensial təbii qaz bazarlarına yaxınlığının bir nümunəsidir. Şəkil NOAA. 4

USGS Gas Hydrates Laboratoriyası Bu video sizi USGS Qaz Hidratları Laboratoriyasına aparır, burada tədqiqatçılar qütb və qitə hüdudlarından toplanmış qaz hidratlarının nümunələri üzərində təcrübələr aparırlar. Sintetik qaz hidratlarını da yaradır və kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərini təyin etmək üçün təcrübələr aparırlar.

Metan Hidrat yataqları haradadır?

Dörd Yer mühiti metan hidratının əmələ gəlməsi və dayanıqlığı üçün uyğun olan temperatur və təzyiq şəraitinə malikdir. Bunlar: 1) Arctic permafrostdan aşağıda çöküntü və çöküntü qaya birləşmələri; 2) kontinental marjalar boyunca çöküntü yataqları; 3) daxili göllərin və dənizlərin dərin su çöküntüləri; və 4) Antarktika buzunun altında. 10. Antarktida yataqları istisna olmaqla, metan hidratının yığılması Yer səthindən çox dərin deyil. Əksər hallarda metan hidratı çöküntü səthindən bir neçə yüz metr məsafədədir.

Metan hidrat yataq modelləri: Metan hidrat yataqları üçün kontinental kənarlarda və permafrost altında yataq modelləri. 7

Bu mühitlərdə metan hidratı çöküntüdə qatlar, nodüllər və intergranular sement şəklində meydana gəlir. Çöküntülər çox vaxt o qədər sıx olur və sonradan davamlı olur ki, aşağıdan yuxarıya doğru hərəkət edən təbii qazı tutan keçilməz bir təbəqə yaradırlar.

2008-ci ildə Amerika Birləşmiş Ştatları Geoloji Tədqiqatı Alyaskanın Şimal yamacının ərazisi üçün açılmamış qaz hidratı ehtiyatını qiymətləndirdi. Qaz hidratı şəklində aşkarlanmamış təbii qaz ehtiyatının 25.2 ilə 157.8 trilyon kub fut arasında olduğunu təxmin edirlər. Qaz hidratat yığımları sayəsində çox az quyu qazıldığı üçün təxminlərdə çox yüksək bir qeyri-müəyyənlik var. 5

USGS Gas Hydrates Laboratoriyası Bu video sizi USGS Qaz Hidratları Laboratoriyasına aparır, burada tədqiqatçılar qütb və qitə hüdudlarından toplanmış qaz hidratlarının nümunələri üzərində təcrübələr aparırlar. Sintetik qaz hidratlarını da yaradır və kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərini təyin etmək üçün təcrübələr aparırlar.

Qaz hidrat quyusu: Ignik Sikumi Alyaskanın Şimal yamacındakı 1 nömrəli qaz hidrat quyusu. Bir USGS qaz hidrat qaynağının qiymətləndirilməsi Şimal yamacının, perforasiya səviyyəsinin altına düşən geniş bir qaz hidrat qaynağına sahib olduğunu təyin etdi. Enerji şöbəsi fotoşəkili.

Ignik Sikumi: Bu video sizi İqnik Sikumi qaz hidratat yatağının sınağında, Alyaskanın Şimal yamacında, permafrostun altındakı qaz hidratlarından təbii qaz çıxarmış bir quyuda ziyarətə aparır. Buradakı müvəffəqiyyət metanı karbon qazı ilə əvəz etmək - qaz hidratını ərimədən azad etmək idi.

Bu gün Metan Hydrat harada istehsal olunur?

Bu günə qədər qaz hidrat yataqlarından genişmiqyaslı kommersiya metan istehsalına rast gəlinməmişdir. İstehsalın hamısı ya kiçik miqyaslı, ya da eksperimental olmuşdur.

2012-ci ilin əvvəlində ABŞ və Yaponiya arasındakı ortaq bir layihə, metan hidratının yığılmasına karbon qazı vuraraq davamlı bir metan axını istehsal etdi. Karbon qazı hidrat quruluşundakı metanı əvəz etdi və metanın səthə axışmasını təmin etdi. Bu test, ərimiş bir qaz hidratı ilə əlaqəli qeyri-sabitlik olmadan metan istehsalına imkan verdiyi üçün əhəmiyyətli idi. 6

İlk inkişaf üçün seçiləcək ən çox ehtimal olunan metan hidrat yataqları aşağıdakı xüsusiyyətlərə malikdir: 1) hidratın yüksək konsentrasiyası; 2) yüksək keçiriciliyi olan su anbarı qayaları; və 3) mövcud infrastrukturun olduğu yerlər. Bu xüsusiyyətlərə cavab verən 7 depozit, ehtimal ki, Alyaskanın Şimal yamacında və ya Rusiyanın şimalında yerləşəcəkdir.

Ignik Sikumi: Bu video sizi İqnik Sikumi qaz hidratat yatağının sınağında, Alyaskanın Şimal yamacında, permafrostun altındakı qaz hidratlarından təbii qaz çıxarmış bir quyuda ziyarətə aparır. Buradakı müvəffəqiyyət metanı karbon qazı ilə əvəz etmək - qaz hidratını ərimədən azad etmək idi.

Qaz hidratının əriməsi: Neft quyuları hidrat daşıyan çöküntülər vasitəsilə qazıldıqda, dondurulmuş hidrat zonası ilə hərəkət edən yağın isti temperaturu əriməyə səbəb ola bilər. Bu yaxşı uğursuzluqla nəticələnə bilər. Dondurulmuş hidrat aşırıları üzərində işləyən isti boru kəmərləri də təhlükəlidir. 8 USGS görüntüsü.

Metan Hidratı təhlükələri

Metan hidratları həssas çöküntülərdir. Temperaturun artması və ya təzyiqin azalması ilə sürətlə dağıla bilərlər. Bu dağılma pulsuz metan və su əmələ gətirir. Möhkəm bir çöküntünün maye və qazlara çevrilməsi dəstək itkisi və kəsmə gücü yaradacaqdır. Bunlar sualtı qayıqların düşməsinə, torpaq sürüşməsinə və ya istehsal avadanlıqlarına və boru kəmərlərinə zərər verə biləcək uçqunlara səbəb ola bilər. 7

Metan güclü istixana qazıdır. Arktikanın isti temperaturu, qaz hidratlarının daim buzdan aşağı tədricən əriməsi ilə nəticələnə bilər. İsti okeanlar çöküntü-su interfeysi yaxınlığında qaz hidratlarının tədricən əriməsinə səbəb ola bilər. Bir çox xəbər hesabatı bunu potensial bir fəlakət kimi təqdim etsə də, USGS tədqiqatı qaz hidratlarının hazırda atmosfer metanına töhfə verdiyini və qeyri-sabit hidrat yataqlarının fəlakətli əriməsinin atmosferə çox miqdarda metan göndərməsinin mümkün olmadığını müəyyən etdi. 9

Bilirdinizmi? Metan hidratında çox yüksək miqdarda metan konsentrasiyası var. Bir kub metrlik bir metan hidratı əridirsinizsə, təxminən 160 kubmetr qazlı metan sərbəst buraxılacaq.
Metan Hidrat Referansları
1 USGS Qaz Hidratları Laboratoriyası: Stephen Wessells, Laura Stern, Steve Kirby; Amerika Birləşmiş Ştatları Geoloji Araşdırma Multimedia Qalereya Video, 2012.
2 Təbii qaz hidratının meydana gəlməsinə dair qlobal bir inventar: Keith A. Kvenvolden və Thomas D. Lorenson, Sakit Okean Sahili və Dəniz Elm Mərkəzi, Amerika Birləşmiş Ştatları Geoloji Tədqiqatı.
3 Təbii qaz nəmləri: bir baxış: Timothy S. Collett, Artur H. Johnson, Camelia C. Knapp, Rey Boswell; Təbii qaz hidratları - Enerji qaynağı potensialı və əlaqəli geoloji təhlükələr: AAPG Memoir 89, s. 146-219, 2009-cu il.
4 Gas Hydrates Offshore Amerika Birləşmiş Ştatları: Carolyn Ruppel, Georgia Texnologiya İnstitutu, NOAA Ocean Explorer veb saytı, sonuncu dəfə 2016-cı ilin Noyabr ayında girmişdir.
5 Şimal yamacında qaz hidratı ehtiyatlarının qiymətləndirilməsi, Alyaska, 2008: Amerika Birləşmiş Ştatları Geoloji Tədqiqatı, Faktlar Hesabatı 2008-3073, Oktyabr 2008.
6 ABŞ və Yaponiya Metan Hidratı İstehsalı Texnologiyalarının Müvəffəqiyyətli Sahə sınaqlarını tamamladı: Amerika Birləşmiş Ştatları Enerji Nazirliyinin mətbuat şərhi, 2 May 2012
7 Metan hidratının enerji qaynağı potensialı: Unikal bir mənbənin elm və enerji potensialına giriş; Milli Enerji Texnologiyaları Laboratoriyası tərəfindən nəşr, Amerika Birləşmiş Ştatları Enerji Departamenti, Fevral 2011
8 Saf fazalı istilik mülkiyyətinin nəticələri: sI Metan Hydrate: Woods Hole Elm Mərkəzi, Amerika Birləşmiş Ştatları Geoloji Tədqiqatı, 2007.
9 Qaz Hidratları və İqlim İstiləşməsi - Bir Metan Fəlakətinin Niyə mümkün deyil: Carolyn Ruppel və Diane Noserale, Amerika Birləşmiş Ştatları Geoloji Tədqiqatı, Səs Dalğaları Xəbərləri, May / İyun 2012.
10 Tədqiqat Antarktida buz təbəqəsinin altındakı böyük metan rezervuarlarını təklif edir: Tim Stephens, mətbuat şərhi, Kaliforniya Universiteti Santa Cruz, 29 Avqust 2012.

Böyük potensial

Metan hidrat yığımları çətin mühitlərdə yerləşməsinə və çoxsaylı texniki çətinliklərə məruz qalmasına baxmayaraq, onlar geniş yayılmışdır və yer üzündə ən böyük karbohidrogen mənbəyidir. Unikal kimyəvi və fiziki xüsusiyyətlərindən faydalanan təzyiq azaldılması, ion mübadiləsi və digər proseslərdən istifadə etməklə onları istehsal etmək üçün müxtəlif texnologiyalar inkişaf etdirilə bilər. Amerika Birləşmiş Ştatları, Kanada, Yaponiya və Hindistanın hamısı qaz hidratları istehsal etmək üçün əlverişli texnologiyaları kəşf etmək üçün geniş tədqiqat proqramlarına malikdir. Metan hidratı, ehtimal ki, gələcək enerji qarışıqımızda mühüm rol oynayacaqdır.


Videoya baxın: Eğer Doğru İse Türkiye'yi Uçurur.!