Спосіб добування газу метану з морських газогідратних родовищ

Спосіб добування газу метану з морських газогідратних родовищ, що включає буріння свердловини в морському дні, закачування вуглекислого газу, викачування газу метану, який відрізняється тим, що попередньо визначають висоту газогідратного пласта, а також його тиск та температуру, бурять свердловину нижче рівня залягання розроблюваного шару, нагнітають вуглекислий газ у свердловину під тиском, що перевищує існуючий тиск у газогідратному покладі, з температурою, відповідною температурі газогідратного покладу. (19) (21) u201108449 (22) 05.07.2011 (24) 25.11.2011 (46) 25.11.2011, Бюл.№ 22, 2011 р. (72) БОНДАРЕНКО ВОЛОДИМИР ІЛЛІЧ, ОВЧИННІКОВ МИКОЛА ПАВЛОВИЧ, СВЄТКІНА ОЛЕНА ЮРІЇВНА, ГАНУШЕВИЧ КОСТЯНТИН АНАТОЛІЙОВИЧ, САЙ КАТЕРИНА СЕРГІЇВНА (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ" 3 4 - зовнішня труба 5 - внутрішня труба 6 - зони дисоціації природного гідрату Стрілками показано напрямок руху вуглекислого газу та метану по трубах. Спосіб здійснюється наступним чином Попередньо визначають висоту газогідратного пласта, а також його тиск та температуру. З плавучої платформи відомим способом бурять вертикальну свердловину "4" діаметром 400 мм на глибину 600 м з поверхні моря, що на 100 м глибше (нижче) поверхні дна Чорного моря; після цього в неї опускають внутрішній трубопровід діаметром 200 мм "5". З резервуару для СО2 "2" на платфор3 мі "З" викачують газ СО2 об'ємом 18,84 м , який заповнює внутрішній трубопровід на всю його висоту зі швидкістю 0,002 м/с; температура закачуємого газу СО2 становить +10 °C (±2 °C), що на 13 °C вище температури газового гідрату на глибині моря 500-600 м; метановий гідрат розкладається і формується гідрат СО2 шар за шаром. При розкладанні гідрату СЕЦ, теоретично при 0 °C, виділяється 2,2 кДж/моль теплоти, що відповідає теплоті, яка поглинається при плавленні льоду. Саме ця теплота піде на утворення гідрату вуглекислого газу. Згідно з існуючими даними, для утворення необхідно 1,1 кДж/моль теплоти. Тобто, заміщення метану вуглекислим газом буде вестись у відношенні 1:2. У перерахунку на масу газів, їх співвідношення буде наступним: 1 кг СН4:5,5 кг СО2 Утворення гідрату вуглекислого газу в недонасиченому розчині газу утворюватися буде поступово: на поверхні мікропухирців або на поверхні конденсату води в об'ємі газу починає розвиватися активний процес росту кристалів з формуванням великих скупчень гідрату. Метан звільнюється з природного гідрату і викачується по зовнішньому трубопроводу "4" зі швидкістю 0,004 м/с в резервуар для СН4 "1" на платформі "З". Через те, що температура у внутрішньому трубопроводі становить +10 °C (±2 °C), метан, який звільняється, не буде формувати гідрат метану, так як не будуть виконуватися температурні умови його утворення на даній глибині. Швидкість закачування вуглекислого газу та викачування метану із гідрату контро 65280 4 люється створюваним тиском та температурою в гідратному покладі. Відпрацювання гідратного покладу ведуть шарами знизу догори, так як це обумовлюється розміром зони дисоціації гідрату: за 100 діб радіус розкладання становитиме 3,5 м від стінки свердловини, з висотою 3,5 м, що являє собою один шар. Процес заміщення здійснюють одночасно (паралельно). В цей час формується гідрат вуглекислого газу радіусом 3,5 м від стінки свердловини за 100 діб. Припускають, що висота зони дисоціації буде становити 3,5 м. Після формування першого шару гідрату вуглекислого газу та викачки з цього шару метану на глибині 600 м, трубопровід підіймають на висоту першого шару, яка становить 3,5 м, і починають відпрацювання наступного шару природного гідрату на вказану висоту. Наступні шари відробляють таким же чином як попередні аж до самої поверхні дна Чорного моря. Після відробки всіх шарів, на відстані 7 м від відробленого простору бурять наступну свердловину і процес видобування СЕЦ починають знову за аналогією. При температурі 2,2-2,7 °C розчинність СО2 у воді буде мінімальною, тому реакція СО2+Н2СНН2СО3 не відбуватиметься. Дестабілізація природного гідрату знижується з урахуванням можливості варіювання тиску в пласті гідрату і температури закачуємого вуглекислого газу, що дозволяє контролювати швидкість заміни та об'єм газу, який подається. Експериментальні дослідження та розрахунок робочих технологічних параметрів доводять, що критичний тиск для газу метану становить 4,641 МПа, тому для поступового розкладання природного гідрату тиск у свердловині приймаємо рівним орієнтовано 4 МПа. Так, для розрахунків приймалися наступні величини: Тиск у свердловині Ρ  4-4,5 МПа Температура закачуємого СО2= +10 °C (±2 °C) -7 В'язкість газу СО2 CO2=13710 Пас -7 В'язкість газу СН4 CH4=10410 Пас 3 Густина СО2 при Р-4 МПа рСО2=74,84 кг/м 3 Густина СН4 при Р=4 МПа рСН4=27,21 кг/м 5 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 65280 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601